JP2737472B2 - 溶接状態検出装置 - Google Patents

溶接状態検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接状態の良好可否を
判断し、その判断によって溶接条件を自動的に変更する
溶接状態検出装置に係り、特に、レーザー溶接に使用し
た場合に効果のある溶接状態検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から車両の組み立て工程においては
溶接が多用されている。これにはガス溶接,電気溶接
等、色々の種類があり、その溶接の持つ特性によって使
い分けられている。最近では、薄板の溶接にレーザー溶
接が使用されるに至った。このレーザー溶接の場合は集
中熱源であるから、板厚に対して入熱量が比較的小さく
でき、また、溶け込み深さに対して溶け込み幅の狭い高
効率の溶接が行なえるという特徴がある。反面、集光し
て非常に小さなスポット光とした集中熱源であるため
に、焦点位置のずれや溶接対象である母材間のギャップ
によって溶接不良を起こし易いという欠点がある。レー
ザー溶接の一例が図10に示してある。レーザー光10
は集光レンズ12により、被溶接点において高エネルギ
ーのスポット光となるように集光される。このスポット
光によって母材A及びBの溶接が行われる。また、母材
の板厚と許容隙間との関係が図11に示してある。図を
見れば明らかなように、板厚に比例して許容隙間も大き
くなる。尚、図中ワイヤ供給無しとされているものはレ
ーザー光のみによって溶接を行なうものであり、ワイヤ
供給有りとされているものは線材を供給して溶接を行な
うものである。この図を参照して例を挙げれば、許容さ
れる母材間の隙間は、一般的にはその板厚の20%程度
までであり、また、線材を供給して行なう溶接の場合に
はその板厚の40%程度までであるといえる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】レーザー溶接を行なう
場合には、母材間の隙間を上記した許容範囲内に維持し
ながらする必要があるから、その管理は非常に難しいも
のである。一般的には、作業者の五感に頼りながらの溶
接が行われているのが現状である。従って、作業者の熟
練度合いによっては溶接状態が異なることになり、その
溶接信頼性や品質を均一にすることが出来ないという問
題がある。もっとも、線材を供給しながら行なう溶接に
あっては、前記のように許容隙間に余裕ができるから隙
間の管理は線材を使用しない上述のものに比較して楽に
なるとは言え、大出力のレーザー光を用いる必要があ
り、また、溶接速度は上記のものに比較して低速としな
ければならないから、生産性が低下することになる。本
発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたもの
であり、溶接状態の良否を確実に検出し、その検出状態
を溶接装置にフィードバックさせることで常に均一な溶
接が行われるようにした溶接状態検出装置の提供を目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、レーザー光によって溶接を行うレーザー溶
接手段と当該レーザー溶接手段に線材を供給する線材供
給手段とから成る溶接装置に用いられる溶接状態検出装
置であって、前記レーザー溶接手段のみを用いて溶接し
ている場合、溶接時に発生する被溶接点からの音又は光
を検出する検出手段と、当該検出手段から出力される信
号のレベルの大小及びその変動幅を設定値と比較し、溶
接状態の良否を判断する判断手段と、当該判断手段によ
って溶接状態が不良であると判断された場合には、前記
線材供給手段を作動させ、前記レーザー溶接手段のみの
溶接から線材使用の溶接へと溶接条件を変更する溶接条
件変更手段とを有することを特徴とする。
【0005】
【作用】以上のような構成によれば、検出手段は被溶接
点から発生される音又は光を検出し、判断手段はこの検
出手段から出力される信号のレベルの大小とその信号の
レベルの変動幅を設定値と比較してその大小関係によっ
て溶接状態の良否を判断する。溶接状態が不良であると
の判断がされれば、レーザー光のみの溶接から線材を使
用した溶接へと溶接条件を変更して良好な溶接状態が実
現されるようにする。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明に係る溶接状態検出装置の概略
構成図である。図1に示すように、レーザー発振器5か
ら出力されたレーザー光10は、反射ミラー11によっ
て反射された後、集光レンズ12によって集光されて被
溶接点25において最大エネルギーとなるようにスポッ
ト状とされる。加工テーブル13に載置された母材A及
びBの被溶接点25における溶接は、このレーザー光に
よって行われることになる。尚、後述する制御用コンピ
ュータ33によって、溶接状態が不良であると判断され
たときには、溶接用の線材20を用いて溶接が行われ
る。この溶接が行われるときには、線材20はワイヤ供
給装置21によって自動的に供給されるようになってい
る。ここで、レーザー発振器5、反射ミラー11、集光
レンズ12、加工テーブル13などでレーザー溶接手段
が構成され、ワイヤ供給装置21は線材供給手段を構成
している。
【0007】溶接が開始されると、その被溶接点25を
中心として非常に高輝度のプラズマ26(溶融池から噴
出した金属蒸気が電離して発光している。)が発生す
る。このプラズマ26から出力される光は検出手段であ
る検出器23によって検出される。この検出器23は検
出光量に応じた大きさの信号を出力するものであり、こ
こからの信号は,フィルタ30を介してアンプ31に入
力され、ここで所定のレベルまで増幅される。増幅後の
信号はA/D 変換器32によってデジタル変換されて制御
用コンピュータ33に入力される。本実施例では、光を
検出する検出器を例示して本発明の説明をすることとす
るが、これに限らずに、被溶接点25から発生する音を
検出するセンサであっても良い。検出器23は、検出さ
れた光の強度に比例した電圧が出力されるように構成さ
れているものである。フィルタ30は、検出器23から
の信号に含まれているノイズ成分を除去してアンプ31
に出力するものである。制御用コンピュータ33は、レ
ーザー発振器5,ワイヤ供給装置21及び加工テーブル
13にそれぞれ接続され、検出器23によって検出され
た信号に基づいてそれぞれが制御される。例えば、レー
ザー発振器5においては、出力すべきレーザー光10の
強度及びその焦点の調整であり、ワイヤ供給装置21に
あっては線材20の供給を制御する。さらに、加工テー
ブル13においては、載置されている母材A及びBを移
動させてレーザースポット光の照射位置を調整する。
【0008】以上のような構成を有する本発明の装置に
よれば、線材20を使用しない溶接の場合、溶接状態に
よってそれぞれ図2乃至図4のような信号が検出される
ことになる。溶接が正常に行われている場合,すなわち
母材A,B間の隙間が許容値以内であるときには、図2
に示したような信号レベルの非常に高い波形の信号が連
続して検出される。制御用コンピュータ33内において
は、この信号を確実に検出できるように、適当な閾値を
持たせておく。また、その隙間が許容値の限界付近にあ
るとき,つまり適性状態から不適性状態への遷移状況下
においては、図3に示したような信号レベル変動の激し
い信号が検出されるようになる。この変動幅の激しい信
号は、制御用コンピュータ33の処理によって検出でき
るようになっている。例えば、この信号を前記の閾値を
用いて処理すると、非常にサイクルの速いオン,オフ信
号が検出されることになる。この信号の検出によって溶
接状態が遷移状況下にあるとされる。さらに、完全に不
適性な溶接状態となってしまったときには、図4に示さ
れているような非常にレベルの低い信号が検出されるよ
うになる。このような信号を前記の閾値を用いて処理し
た場合には、全く信号が出力されないことになる。制御
用コンピュータ33が以上のようにして溶接状態の不良
を検出した場合には、この制御用コンピュータ33は、
レーザー発振器5の出力をアップさせたり、ワイヤ供給
装置21の線材20の供給を開始させてワイヤ使用の溶
接に溶接条件を変更する。制御用コンピュータ33は以
上のような信号の出力状態を処理することで溶接状態の
可否を判断し、ワイヤー不使用の溶接からワイヤ使用の
溶接に自動的に変更し、溶接状態の変化に対処できるよ
うにしている。
【0009】本発明の溶接状態検出装置の概略の動作は
以上の通りであるが、ここで、制御用コンピュータ33
が溶接状態の不良をいかに検出するかを説明する。線材
20を用いない溶接における上記の遷移状況下において
は、その状況下に検出器23から検出される信号は変動
幅の非常に大きい信号であることは前述した通りである
が、その信号の変動情況は、母材間の隙間と信号レベル
との関係において図8に示したような特性を有してい
る。つまり、隙間が広がるに従って信号レベルの変動幅
が徐々に大きくなるということである。さらに大きくな
ると、その変動幅が急激に広がる部分がある。この部
分,すなわちハンピング領域を検出できるようにすれ
ば、溶接の不良状態が検出できるわけである。制御用コ
ンピュータ33では、図8に示した信号レベルの差を算
出し、その差が急激に大きくなる点を検出できるよう
に、図9に示すごとく閾値を設けている。従って、検出
される信号レベルの差が閾値以下であれば、線材20を
用いない普通のレーザー溶接を行ない、閾値以上であれ
ば、線材20を用いたレーザー溶接に自動的に変更す
る。
【0010】さらに他の実施例として、検出器23が溶
接時の音を検出するセンサである場合には、このセンサ
から検出される音の差異に基づいて溶接状態の検出をす
ることもできる。このように音によって溶接状態を検出
しうる装置によれば、線材20を使用しない溶接の場
合、溶接状態によってそれぞれ図5乃至図7のような信
号が検出されることになる。溶接が正常に行われている
場合,すなわち母材A,B間の隙間が許容値以内である
ときには、図5に示したような信号レベルの信号が、ま
た、また、その隙間が許容値の限界付近にあるとき,つ
まり適性状態から不適性状態への遷移状況下において
は、図6に示したような信号が検出されるようになる。
さらに、完全に不適性な溶接状態となってしまったとき
には、図7に示されているような信号が検出されるよう
になる。これらの図に示されている信号は見た目には大
きな変動が無く、これらの信号に基づいて溶接状態を検
出することが困難であるかと思われるが、それぞれの溶
接状態毎に独特の信号パターンがあるから、このパター
ン照合と言う手法を用いることによって容易に溶接状態
を判断することができる。この場合、制御用コンピュー
タ33にはこの照合という機能を持たせる必要がある。
【0011】制御用コンピュータ33が以上のようにし
て溶接状態の不良を検出した場合には、この制御用コン
ピュータ33はレーザー発振器5の出力をアップさせた
り、ワイヤ供給装置21の線材20の供給を開始させ、
ワイヤ使用の溶接に溶接条件を変更する。制御用コンピ
ュータ33は以上のような信号の出力状態を処理するこ
とで溶接状態の可否を判断し、ワイヤー不使用の溶接か
らワイヤ使用の溶接に自動的に変更するのは前述の通り
である。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、溶接
状態が不良と判断されたときには、レーザー溶接手段の
みの溶接から線材使用の溶接へと溶接条件を自動的に変
更するようにしたから、常に最適な溶接条件をもって溶
接が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る溶接状態検出装置の概略
構成図である。
【図2】図2は、図1の装置において良好な溶接状態に
ある場合に検出される信号波形図である。
【図3】図3は、図1の装置において溶接状態が遷移状
態にある場合に検出される信号波形図である。
【図4】図4は、図1の装置において不良な溶接状態に
ある場合に検出される信号波形図である。
【図5】図5は、検出器として音を検出するセンサを用
いた装置において良好な溶接状態にある場合に検出され
る信号波形図である。
【図6】図6は、検出器として音を検出するセンサを用
いた装置において溶接状態が遷移状態にある場合に検出
される信号波形図である。
【図7】図7は、検出器として音を検出するセンサを用
いた装置において不良な溶接状態にある場合に検出され
る信号波形図である。
【図8】図8は、母材間の隙間と信号レベルとの関係を
示す図である。
【図9】図9は、図8に示されている両信号レベルの差
の関係を示す図である。
【図10】図10は、レーザー溶接装置の概略説明図で
ある。
【図11】図11は、図10の装置においてワイヤ供給
あるものとないものとの板厚と許容隙間との関係を示す
図である。
【符号の説明】 5…レーザー発振器 10…レーザー光 11…反射鏡 12…集光レンズ 13…加工テーブル 20…線材 21…ワイヤ供給装置 23…検出器(検出手段) 25…被溶接点 26…プラズマ 30…フィルタ 31…アンプ 32…A/D 変換器 33…制御用コンピュータ(判断手段,溶接条件変更手
段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G05B 13/02 G05B 13/02 P (56)参考文献 特開 昭62−192286(JP,A) 特開 昭60−37282(JP,A) 特開 昭56−53898(JP,A) 特開 昭56−12539(JP,A) 特開 平3−189083(JP,A) 特開 昭61−182887(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー光によって溶接を行うレーザー
    溶接手段と当該レーザー溶接手段に線材を供給する線材
    供給手段とから成る溶接装置に用いられる溶接状態検出
    装置であって、 前記レーザー溶接手段のみを用いて溶接している場合、
    溶接時に発生する被溶接点からの音又は光を検出する検
    出手段と、 当該検出手段から出力される信号のレベルの大小及びそ
    の変動幅を設定値と比較し、溶接状態の良否を判断する
    判断手段と、 当該判断手段によって溶接状態が不良であると判断され
    た場合には、前記線材供給手段を作動させ、前記レーザ
    ー溶接手段のみの溶接から線材使用の溶接へと溶接条件
    を変更する溶接条件変更手段とを有することを特徴とす
    る溶接状態検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102310265A (zh) * 2010-07-01 2012-01-11 翔德光电股份有限公司 激光切割加工系统的检错方法及其装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3275988B2 (ja) * 1995-02-09 2002-04-22 日産自動車株式会社 突き合わせ溶接モニタリング方法および突き合わせ溶接モニタリング装置
JP3292008B2 (ja) * 1995-11-10 2002-06-17 日産自動車株式会社 レーザ溶接におけるワークの溶融状態判定方法
IT1397985B1 (it) * 2010-02-08 2013-02-04 Prima Ind Spa Procedimento di monitoraggio della qualità di processi di lavorazione laser e relativo sistema

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6037282A (ja) * 1983-08-10 1985-02-26 Agency Of Ind Science & Technol レ−ザ溶接方法及び装置
JPH0688150B2 (ja) * 1986-02-19 1994-11-09 マツダ株式会社 ビ−ム溶接装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102310265A (zh) * 2010-07-01 2012-01-11 翔德光电股份有限公司 激光切割加工系统的检错方法及其装置
CN102310265B (zh) * 2010-07-01 2013-11-06 翔德光电股份有限公司 激光切割加工系统的检错方法及其装置

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