JP2737713B2 - レーザ溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物の溶接部
分の品質検査を磁気センサを用いて行うレーザ溶接装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ溶接装置では、溶接した被
加工物の溶接部分の品質検査には破壊検査がおもに行わ
れてきた。溶接後の製品の中から任意個数のサンプルを
抜き取り、このサンプルの溶接部分に外力を与えて破壊
強度を調べたり、あるいは、溶接部分を切断および研磨
した後、エッチングすることにより溶接深さを検出して
溶接品質の確認を行っていた。当然のことではあるが、
破壊検査に使用されたサンプルは破壊され、検査後に製
品として利用することはできない。そのため、自動車等
に使用される部品のように全数検査が要求されるものに
対しては、破壊検査の実施が不可能であった。そこで、
破壊検査の代わりに非破壊検査も従来から実施されてき
た。この非破壊検査には、Ｘ線検査機や超音波検査機等
の装置が使用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらのＸ
線検査機、超音波検査機等の装置は、形状が大きい、値
段が高価である、精密機械であるため設置環境に制限が
ある等の問題点があった。そのため、これらの装置が使
用できる製造ラインは限定されていた。本発明はこのよ
うな課題を解決するためのものであり、溶接品質を一定
に保つことができて小型で安価なレーザ溶接装置を提供
することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明のレーザ溶接装置は、被加工物の載置さ
れた回転加工テーブルと、回転加工テーブルを中心にし
て加工ヘッドから所定の角度だけ離れた位置に被加工物
と近接して配置され、加工光によって溶接された部分の
磁気変化量を検出信号として検出する三次元磁気透過式
センサと、三次元磁気透過式センサの検出信号と所定の
基準信号との比較の結果に応じてレーザ光の出力を制御
する制御手段とを備え、回転加工テーブルを回転させる
ことにより、溶接された部分を磁気センサの位置まで移
動させて磁気変化量を検出するように構成されている。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施形態を示した構成
図である。レーザ電源１はレーザ発振器２に電力を供給
し、レーザ発振器２においてレーザ光を発生させる。こ
のレーザ光の強さはレーザ電源１から供給される電力の
大きさに応じて変化する。発生したレーザ光は光ファイ
バ３を通ってレンズ等で構成されている加工ヘッド４に
供給されてここで集光され、加工光として被加工物であ
るワーク５の溶接部分に照射されて溶接が実施される。

【０００６】三次元磁気透過式センサ６は、ワーク５に
対して三次元方向に磁束を照射し、その磁束の変化から
溶接状態を検査する磁気センサである。測定器７は、三
次元磁気透過式センサ６による溶接状態についての検出
結果に基づいて、検出信号を制御手段８に送る装置であ
る。制御手段８は、送られてきた検出信号と所定の基準
信号との比較を行う。この基準信号には基準信号を中心
にして所定の幅だけ許容範囲を設けておき、検出信号と
の比較結果に応じてレーザ電源１に対して制御信号を出
力する。検出信号が基準信号に一致したときは制御信号
は出力しないが、検出信号が基準信号に一致せず、か
つ、許容範囲内にあるときは、その差の極性（＋、−）
および量に応じて制御信号（調整信号）を出力する。検
出信号が許容範囲を超えてしまったときは、不良信号を
出力する。

【０００７】ワーク５は、回転加工テーブル（図示せ
ず）上に設置され、回転加工テーブルとともに回転する
ことができるようになっている。ワーク５上には、三次
元磁気透過式センサ６と加工ヘッド４が互いに異なる任
意の位置（本実施形態においては１８０゜離れた位置）
に配置されている。以上の構成による本発明のレーザ溶
接装置の動作について詳細に説明する。回転加工テーブ
ルを矢印９の方向に回転し、ワーク５上の溶接加工を行
う部分を加工ヘッド４の位置まで移動して停止する。な
お、回転方向は矢印９の逆向きであってもかまわない。

【０００８】レーザ電源１の出力をレーザ発振器２に供
給してレーザ光を発生させ、加工ヘッド４を介してワー
ク５の溶接部分に照射して溶接を実施する。レーザ光に
よる溶接が完了すると回転加工テーブルを１８０゜回転
して溶接部分を三次元磁気透過式センサ６の位置まで移
動して停止する。三次元磁気透過式センサ６によって溶
接部分の磁気変化量を検出し、検出信号を測定器７を介
して制御手段８に送る。制御手段８では、送られてきた
検出信号と所定の基準信号との比較結果に応じて調整信
号をレーザ電源１に出力する。

【０００９】調整信号が出力されたときは、レーザ光の
出力が最適でなく、今回の溶接状態が若干不十分であっ
たことを意味するので、この結果をレーザ電源１にフィ
ードバックさせて次の溶接のときのレーザ光出力を調整
する。つまり、回転加工テーブルを回転させてワーク５
の新たな溶接部分を加工ヘッド４の位置まで移動させ、
調整信号に応じてレーザ電源１の出力の強さ、時間を制
御して溶接を行う。不良信号が出力されたときは、今回
の溶接状態は不十分であり、ワーク５上にブローホール
や割れ等の欠陥が生じたことが考えられるため、このワ
ーク５は不良品と判断して取り出す。

【００１０】調整信号および不良信号のいずれも出力さ
れなかったときは、溶接状態は良好な品質であると判断
され、レーザ光出力を変えずに次の溶接を行う。このよ
うに回転加工テーブルを回転させ、同じ工程で溶接と品
質検査を順次連続して行い、さらに前回の溶接状態をフ
ィードバックさせながら常に最適の溶接を行うようにな
っている。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、磁気セ
ンサで溶接部分の磁気変化量を検出し、この検出信号と
基準信号との比較結果に応じてレーザ光の出力を制御す
るようにしたので、溶接部分の品質不良を早期に発見で
き、品質検査の結果を次の溶接の際のレーザ光出力に対
してフィードバックすることから溶接品質を一定に保つ
ことができ、かつ、磁気センサを用いているため安価で
小型のレーザ溶接装置を提供でき、設置環境についての
制限も少ないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態によるレーザ溶接装置の
構成図である。

【符号の説明】 １…レーザ電源、２…レーザ発振器、３…光ファイバ、
４…加工ヘッド、５…ワーク、６…三次元磁気透過式セ
ンサ、７…測定器、８…制御手段、９…矢印。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ電源と、このレーザ電源から電力
   供給を受けてレーザ光を発振するレーザ発振器と、この
   レーザ光を集光して加工光として被加工物に照射する加
   工ヘッドとから構成されたレーザ溶接装置において、被加工物の載置された回転加工テーブルと 、回転加工テーブルを中心にして加工ヘッドから所定の角
   度だけ離れた位置に、被加工物と近接して配置され 、加
   工光によって溶接された部分の磁気変化量を検出信号と
   して検出する三次元磁気透過式センサと、三次元 磁気透過式センサの検出信号と所定の基準信号と
   の比較の結果に応じてレーザ光の出力を制御する制御手
   段とを備え、回転加工テーブルを回転させることによ
   り、溶接された部分を磁気センサの位置まで移動させて
   磁気変化量を検出するように構成されていることを特徴
   とするレーザ溶接装置。