JP3098091B2 - レーザ溶接制御方法およびその装置 - Google Patents
レーザ溶接制御方法およびその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、板材の突合せ部にレ
ーザ溶接を行なう際のレーザ溶接制御方法およびその装
置に関する。
ーザ溶接を行なう際のレーザ溶接制御方法およびその装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、板材の突合せ部にレーザ加工ヘッ
ドからレーザビームを照射せしめて板材にレーザ溶接を
行なうことが一般的によく知られている。
ドからレーザビームを照射せしめて板材にレーザ溶接を
行なうことが一般的によく知られている。
【０００３】しかも、レーザヘッドからのレーザビーム
を板材の突合せ部に照射せしめて適切にレーザ溶接を行
なうと、溶接面の表面，裏面に肉の盛上りが生成するこ
とが知られている。
を板材の突合せ部に照射せしめて適切にレーザ溶接を行
なうと、溶接面の表面，裏面に肉の盛上りが生成するこ
とが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一定のレー
ザビームの出力並びレーザ加工ヘッドの送り速度のもと
でレーザ溶接を行なうと、突合せ線に沿った溶接面の表
面および裏面に生成した肉の盛上りの形状，大きさにバ
ラツキが生じて表面および裏面の溶接面がきれいでな
く、かつ形状も良好でない。すなわち溶接部の品位が悪
いという問題があった。
ザビームの出力並びレーザ加工ヘッドの送り速度のもと
でレーザ溶接を行なうと、突合せ線に沿った溶接面の表
面および裏面に生成した肉の盛上りの形状，大きさにバ
ラツキが生じて表面および裏面の溶接面がきれいでな
く、かつ形状も良好でない。すなわち溶接部の品位が悪
いという問題があった。
【０００５】この発明の目的は、上記問題を改善するた
め、レーザ溶接を行なった際に、板材における溶接面の
表面および裏面に生成される肉の盛上りのバラツキをな
くし均一な肉の盛上りとし、高品位の溶接面が得られる
ようにしたレーザ溶接方法およびその装置を提供するこ
とにある。
め、レーザ溶接を行なった際に、板材における溶接面の
表面および裏面に生成される肉の盛上りのバラツキをな
くし均一な肉の盛上りとし、高品位の溶接面が得られる
ようにしたレーザ溶接方法およびその装置を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、レーザ加工ヘッドからレーザビームを
板材の突合せ部に照射せしめると共にレーザ加工ヘッド
を突合せ部における突合せ線に沿って移動せしめて板材
にレーザ溶接を行なった際に、前記板材の溶接面の表
面，裏面に生成された肉の盛上りを各センサで検出する
と共に、この検出された肉の盛上り状態を基にして、肉
の盛上りを常に一定の範囲に保持すべくレーザ加工ヘッ
ドの送り速度とレーザビームの出力を制御することを特
徴とするレーザ溶接制御方法である。
に、この発明は、レーザ加工ヘッドからレーザビームを
板材の突合せ部に照射せしめると共にレーザ加工ヘッド
を突合せ部における突合せ線に沿って移動せしめて板材
にレーザ溶接を行なった際に、前記板材の溶接面の表
面，裏面に生成された肉の盛上りを各センサで検出する
と共に、この検出された肉の盛上り状態を基にして、肉
の盛上りを常に一定の範囲に保持すべくレーザ加工ヘッ
ドの送り速度とレーザビームの出力を制御することを特
徴とするレーザ溶接制御方法である。
【０００７】また、この発明は、レーザビームを板材の
突合せ部に照射せしめると共に突合せ部における突合せ
線に沿って移動せしめるレーザ加工ヘッドと、このレー
ザ加工ヘッドからレーザビームを板材の突合せ部に照射
してレーザ溶接されることにより板材の溶接面の表面，
裏面に生成された肉の盛上りを検出する各センサと、こ
の各センサによって検出された実際の肉の盛上りと予め
設定された肉の盛上り設定値とを比較判断する比較判断
制御部と、この比較判断制御部で比較判断された結果に
基づいてレーザ加工ヘッドの送り速度、並びにレーザビ
ームの出力を制御せしめる送り制御部，レーザ出力制御
部と、を備えてレーザ溶接制御装置を構成した。
突合せ部に照射せしめると共に突合せ部における突合せ
線に沿って移動せしめるレーザ加工ヘッドと、このレー
ザ加工ヘッドからレーザビームを板材の突合せ部に照射
してレーザ溶接されることにより板材の溶接面の表面，
裏面に生成された肉の盛上りを検出する各センサと、こ
の各センサによって検出された実際の肉の盛上りと予め
設定された肉の盛上り設定値とを比較判断する比較判断
制御部と、この比較判断制御部で比較判断された結果に
基づいてレーザ加工ヘッドの送り速度、並びにレーザビ
ームの出力を制御せしめる送り制御部，レーザ出力制御
部と、を備えてレーザ溶接制御装置を構成した。
【０００８】
【作用】この発明のレーザ溶接制御方法およびその装置
を採用することにより、レーザ加工ヘッドからレーザビ
ームを板材の突合せ部に照射せしめると共にレーザ加工
ヘッドを突合せ部における突合せ線に沿って移動せしめ
ることにより、板材にレーザ溶接が行なわれる。このレ
ーザ溶接を行なった際に板材の溶接面の表面および裏面
に生成された肉の盛上りが各センサで検出される。
を採用することにより、レーザ加工ヘッドからレーザビ
ームを板材の突合せ部に照射せしめると共にレーザ加工
ヘッドを突合せ部における突合せ線に沿って移動せしめ
ることにより、板材にレーザ溶接が行なわれる。このレ
ーザ溶接を行なった際に板材の溶接面の表面および裏面
に生成された肉の盛上りが各センサで検出される。
【０００９】この検出された実際の肉の盛上り状態と、
予め設定された肉の盛上り設定値とを比較判断制御部で
比較判断し、その結果に基づいてレーザ加工ヘッドの送
り速度並びにレーザビーム出力が送り制御部，レーザ出
力制御部で制御される。
予め設定された肉の盛上り設定値とを比較判断制御部で
比較判断し、その結果に基づいてレーザ加工ヘッドの送
り速度並びにレーザビーム出力が送り制御部，レーザ出
力制御部で制御される。
【００１０】而して、板材の溶接面の表面，裏面に生成
される肉の盛上りが一定の範囲に保持されて均一となる
から、高品位の溶接面が得られる。
される肉の盛上りが一定の範囲に保持されて均一となる
から、高品位の溶接面が得られる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１２】図１を参照するに、レーザ溶接制御装置１
はレーザ溶接装置３と、制御部５とを備えている。そし
て、レーザ溶接装置３としては板材Ｗを載置するワーク
テーブル７が設けられている。このワークテーブル７上
に板材Ｗを載置すると共に、図示省略の固定用アームな
どによって板材Ｗの突合せ部が突合されて位置決め固定
される。
はレーザ溶接装置３と、制御部５とを備えている。そし
て、レーザ溶接装置３としては板材Ｗを載置するワーク
テーブル７が設けられている。このワークテーブル７上
に板材Ｗを載置すると共に、図示省略の固定用アームな
どによって板材Ｗの突合せ部が突合されて位置決め固定
される。
【００１３】前記ワークテーブル７の上方には、先端に
レーザノズル９を備えたレーザ加工ヘッド１１が図１に
おいて紙面に対して直交した方向、例えばＹ軸方向へ駆
動モータ１３によって移動すべく設けられている。しか
も、レーザ加工ヘッド１１は例えばナット部材，ボール
ねじなどを介して駆動モータ１３に連動連結されてい
る。また、レーザ加工ヘッド１１の先端に備えられたレ
ーザノズル９から板材Ｗに向けて照射されるレーザビー
ムＬＢはレーザ発振器１５から発振されるようになって
いる。
レーザノズル９を備えたレーザ加工ヘッド１１が図１に
おいて紙面に対して直交した方向、例えばＹ軸方向へ駆
動モータ１３によって移動すべく設けられている。しか
も、レーザ加工ヘッド１１は例えばナット部材，ボール
ねじなどを介して駆動モータ１３に連動連結されてい
る。また、レーザ加工ヘッド１１の先端に備えられたレ
ーザノズル９から板材Ｗに向けて照射されるレーザビー
ムＬＢはレーザ発振器１５から発振されるようになって
いる。
【００１４】前記レーザ加工ヘッド１１には取付け金具
１７によってプラズマ除去用ノズル１９が取付けられて
いる。このプラズマ除去用ノズル１９はレーザ加工ヘッ
ド１１が進行する前側すなわち図１において紙面に対し
て直交した奥側に取付けられている。しかも、プラズマ
除去用ノズル１９の先端は板材Ｗの表面に対して例えば
４０〜６０度の角度で傾斜して取付けられているのが望
ましい。また、プラズマ除去用ノズル１９の先端形状は
スリット状となっているのが望ましい。
１７によってプラズマ除去用ノズル１９が取付けられて
いる。このプラズマ除去用ノズル１９はレーザ加工ヘッ
ド１１が進行する前側すなわち図１において紙面に対し
て直交した奥側に取付けられている。しかも、プラズマ
除去用ノズル１９の先端は板材Ｗの表面に対して例えば
４０〜６０度の角度で傾斜して取付けられているのが望
ましい。また、プラズマ除去用ノズル１９の先端形状は
スリット状となっているのが望ましい。
【００１５】上記構成により、レーザ加工ヘッド１１の
先端に備えられているレーザノズル９の軸心下方に板材
Ｗにおける突合せ部が位置されるように、ワークテーブ
ル７上に板材Ｗが載置されて位置決め固定される。次い
で、レーザ加工ヘッド１１の先端に備えられたレーザノ
ズル９からレーザ発振器１５によって発振されたレーザ
ビームＬＢを板材Ｗにおける突合せ部に照射せしめる。
また、駆動モータ１３の駆動によってレーザ加工ヘッド
１１が板材Ｗの突合せ部における溶接線に沿って、すな
わちＹ軸方向へ移動せしめることによって板材Ｗにレー
ザ溶接が行なわれることになる。
先端に備えられているレーザノズル９の軸心下方に板材
Ｗにおける突合せ部が位置されるように、ワークテーブ
ル７上に板材Ｗが載置されて位置決め固定される。次い
で、レーザ加工ヘッド１１の先端に備えられたレーザノ
ズル９からレーザ発振器１５によって発振されたレーザ
ビームＬＢを板材Ｗにおける突合せ部に照射せしめる。
また、駆動モータ１３の駆動によってレーザ加工ヘッド
１１が板材Ｗの突合せ部における溶接線に沿って、すな
わちＹ軸方向へ移動せしめることによって板材Ｗにレー
ザ溶接が行なわれることになる。
【００１６】レーザ溶接を行なった際に、溶接面とレー
ザノズル９との間にはプラズマが生成されるので、プラ
ズマ除去用ノズル１９の先端に形成されたスリットから
アルゴン，窒素などのシールドガスＧを噴出せしめるこ
とによってプラズマが除去されることになる。
ザノズル９との間にはプラズマが生成されるので、プラ
ズマ除去用ノズル１９の先端に形成されたスリットから
アルゴン，窒素などのシールドガスＧを噴出せしめるこ
とによってプラズマが除去されることになる。
【００１７】したがって、板材Ｗの突合せ部は、溶融部
ＷA が形成されると共に溶融部ＷAの周囲に熱影響部Ｗ
B が形成される。この熱影響部ＷB の表面はプラズマを
除去するために噴出されたシールドガスＧで冷却されて
Ｖ字型溶接を解消し、溶接幅が狭いＩ型状の溶接面を得
ることができる。
ＷA が形成されると共に溶融部ＷAの周囲に熱影響部Ｗ
B が形成される。この熱影響部ＷB の表面はプラズマを
除去するために噴出されたシールドガスＧで冷却されて
Ｖ字型溶接を解消し、溶接幅が狭いＩ型状の溶接面を得
ることができる。
【００１８】こうして得られたＩ型状の溶接面における
表面および裏面にはそれぞれ肉の盛上りＷC ，ＷD が生
成される。この生成された肉の盛上りＷC ，ＷD 状態を
検出するために、板材Ｗの上，下方にそれぞれ例えばＣ
ＣＤカメラなどからなるセンサ２１Ｕ，２１Ｄが設けら
れている。このセンサ２１Ｕ，２１Ｄはレーザ加工ヘッ
ド１１と同期したり、あるいは独立して若干遅れた状態
でレーザ加工ヘッド１１の移動方向と同方向に移動され
るようになっている。しかも、このセンサ２１Ｕ，２１
Ｄの駆動は例えば駆動モータ，ボールねじなどのすでに
公知の駆動装置によって行なわれるものである。
表面および裏面にはそれぞれ肉の盛上りＷC ，ＷD が生
成される。この生成された肉の盛上りＷC ，ＷD 状態を
検出するために、板材Ｗの上，下方にそれぞれ例えばＣ
ＣＤカメラなどからなるセンサ２１Ｕ，２１Ｄが設けら
れている。このセンサ２１Ｕ，２１Ｄはレーザ加工ヘッ
ド１１と同期したり、あるいは独立して若干遅れた状態
でレーザ加工ヘッド１１の移動方向と同方向に移動され
るようになっている。しかも、このセンサ２１Ｕ，２１
Ｄの駆動は例えば駆動モータ，ボールねじなどのすでに
公知の駆動装置によって行なわれるものである。
【００１９】前記センサ２１Ｕ，２１Ｄは比較判断制御
部２３のうちの計測制御部２５に接続されている。この
計測制御部２５にはフィードバック制御部２７が接続さ
れている。
部２３のうちの計測制御部２５に接続されている。この
計測制御部２５にはフィードバック制御部２７が接続さ
れている。
【００２０】このフィードバック制御部２７には前記駆
動モータ１３の送り速度並びにレーザ発振器１５で発振
されるレーザビームＬＢの出力を制御せしめる送り制御
部２９，レーザ出力制御部３１がそれぞれ接続されてい
る。
動モータ１３の送り速度並びにレーザ発振器１５で発振
されるレーザビームＬＢの出力を制御せしめる送り制御
部２９，レーザ出力制御部３１がそれぞれ接続されてい
る。
【００２１】上記構成により、センサ２１Ｕ，２１Ｄで
溶接面の表面，裏面に生成される肉の盛上りＷC ，ＷD
の画像が検出される。このセンサ２１Ｕ，２１Ｄで検出
された肉の盛上りＷC ，ＷD の画像が計測制御部２５に
取込まれて画像処理される。
溶接面の表面，裏面に生成される肉の盛上りＷC ，ＷD
の画像が検出される。このセンサ２１Ｕ，２１Ｄで検出
された肉の盛上りＷC ，ＷD の画像が計測制御部２５に
取込まれて画像処理される。
【００２２】この計測制御部２５で画像処理された肉の
盛上りＷC ，ＷD がフィードバック制御部２７に送られ
る。このフィードバック制御部２７にはメモリに予め記
憶されている肉の盛上り設定値例えば０，１および一定
値０．７が例えば図２に示されているように比較部に取
込まれているから、実際に検出された検出値Ａ，Ｂが比
較部に取込まれることによって比較判断される。
盛上りＷC ，ＷD がフィードバック制御部２７に送られ
る。このフィードバック制御部２７にはメモリに予め記
憶されている肉の盛上り設定値例えば０，１および一定
値０．７が例えば図２に示されているように比較部に取
込まれているから、実際に検出された検出値Ａ，Ｂが比
較部に取込まれることによって比較判断される。
【００２３】この比較部における比較において実際の検
出値Ａ，Ｂをリアルタイムで一定値０．７と比較処理し
て実際の検出値Ａ，Ｂの少なくとも一方が一定値０．７
以下のときに送り制御部２９に送り速度を遅く、レーザ
出力制御部３１にレーザ出力を大となるように送り，出
力指令が発せられる。この送り、出力指令に基づき、送
り制御部２９，レーザ出力制御部３１によってレーザ加
工ヘッド１１の駆動モータ１３，レーザ発振器１５のレ
ーザビーム出力が制御されてレーザ加工ヘッド１１の送
り速度が遅くなると共に、レーザビームＬＢの出力が大
となる。
出値Ａ，Ｂをリアルタイムで一定値０．７と比較処理し
て実際の検出値Ａ，Ｂの少なくとも一方が一定値０．７
以下のときに送り制御部２９に送り速度を遅く、レーザ
出力制御部３１にレーザ出力を大となるように送り，出
力指令が発せられる。この送り、出力指令に基づき、送
り制御部２９，レーザ出力制御部３１によってレーザ加
工ヘッド１１の駆動モータ１３，レーザ発振器１５のレ
ーザビーム出力が制御されてレーザ加工ヘッド１１の送
り速度が遅くなると共に、レーザビームＬＢの出力が大
となる。
【００２４】また、実際の検出値Ａ，Ｂの少なくとも一
方が一定値０．７より越えたときには、上記要領によっ
てレーザ加工ヘッド１１の送り速度を早く、レーザビー
ムＬＢの出力を小となるように制御される。さらに、実
際の検出Ａ，Ｂのうち、特にＢが一定高さ（図２におい
て０）以下になったときには、レーザ溶接装置３を停止
すべく図示省略のＮＣ装置へＮＧ信号が与えられる。
方が一定値０．７より越えたときには、上記要領によっ
てレーザ加工ヘッド１１の送り速度を早く、レーザビー
ムＬＢの出力を小となるように制御される。さらに、実
際の検出Ａ，Ｂのうち、特にＢが一定高さ（図２におい
て０）以下になったときには、レーザ溶接装置３を停止
すべく図示省略のＮＣ装置へＮＧ信号が与えられる。
【００２５】このように、肉の盛上りＷC ，ＷD をセン
サ２１Ｕ，２１Ｄで検出し、予め設定された一定の範囲
（図２において０と１との間）に保持すべくレーザ加工
ヘッド１の送り速度並びにレーザビームＬＢの出力を制
御することによって、溶接面における表面，裏面に生成
される肉の盛上りＷC ，ＷD が一定の範囲に保持されて
均一となり、高品位の溶接面を得ることができる。
サ２１Ｕ，２１Ｄで検出し、予め設定された一定の範囲
（図２において０と１との間）に保持すべくレーザ加工
ヘッド１の送り速度並びにレーザビームＬＢの出力を制
御することによって、溶接面における表面，裏面に生成
される肉の盛上りＷC ，ＷD が一定の範囲に保持されて
均一となり、高品位の溶接面を得ることができる。
【００２６】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
【００２７】
【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、レーザ加工ヘッドから板
材の突合せ部にレーザビームを照射せしめると共に、突
合せ部における突合せ線に沿ってレーザ加工ヘッドを移
動せしめて板材にレーザ溶接を行なった際に、溶接面の
表面，裏面に生成される肉の盛上りをセンサで検出し、
予め設定された一定の範囲に保持すべくレーザ加工ヘッ
ドの送り速度とレーザビームのレーザ出力を制御するこ
とによって前記肉の盛上りが一定の範囲に保持されて均
一となり、高品位の溶接面を得ることができる。
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、レーザ加工ヘッドから板
材の突合せ部にレーザビームを照射せしめると共に、突
合せ部における突合せ線に沿ってレーザ加工ヘッドを移
動せしめて板材にレーザ溶接を行なった際に、溶接面の
表面，裏面に生成される肉の盛上りをセンサで検出し、
予め設定された一定の範囲に保持すべくレーザ加工ヘッ
ドの送り速度とレーザビームのレーザ出力を制御するこ
とによって前記肉の盛上りが一定の範囲に保持されて均
一となり、高品位の溶接面を得ることができる。
【図１】この発明を実施する一実施例のレーザ溶接制御
装置を示す構成ブロック図である。
装置を示す構成ブロック図である。
【図２】フィードバック制御部における動作を説明する
説明図である。
説明図である。
１ レーザ溶接制御装置 ３ レーザ溶接装置 ５ 制御装置 １１ レーザ加工ヘッド １３ 駆動モータ １５ レーザ発振器 １９ プラズマ除去用ノズル ２１Ｕ，２１Ｄ センサ ２３ 比較判断制御部 ２５ 計測制御部 ２７ フィードバック制御部 ２９ 送り制御部 ３１ レーザ出力制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ加工ヘッドからレーザビームを板
材の突合せ部に照射せしめると共にレーザ加工ヘッドを
突合せ部における突合せ線に沿って移動せしめて板材に
レーザ溶接を行なった際に、前記板材の溶接面の表面，
裏面に生成された肉の盛上りを各センサで検出すると共
に、この検出された肉の盛上り状態を基にして、肉の盛
上りを常に一定の範囲に保持すべくレーザ加工ヘッドの
送り速度とレーザビームの出力を制御することを特徴と
するレーザ溶接制御方法。 - 【請求項２】 レーザビームを板材の突合せ部に照射せ
しめると共に突合せ部における突合せ線に沿って移動せ
しめるレーザ加工ヘッドと、このレーザ加工ヘッドから
レーザビームを板材の突合せ部に照射してレーザ溶接さ
れることにより板材の溶接面の表面，裏面に生成された
肉の盛上りを検出する各センサと、この各センサによっ
て検出された実際の肉の盛上りと予め設定された肉の盛
上り設定値とを比較判断する比較判断制御部と、この比
較判断制御部で比較判断された結果に基づいてレーザ加
工ヘッドの送り速度、並びにレーザビームの出力を制御
せしめる送り制御部，レーザ出力制御部と、を備えてな
ることを特徴とするレーザ溶接制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04015756A JP3098091B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | レーザ溶接制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04015756A JP3098091B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | レーザ溶接制御方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05208284A JPH05208284A (ja) | 1993-08-20 |
| JP3098091B2 true JP3098091B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=11897628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04015756A Expired - Fee Related JP3098091B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | レーザ溶接制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098091B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6204469B1 (en) * | 1999-03-04 | 2001-03-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Laser welding system |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP04015756A patent/JP3098091B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05208284A (ja) | 1993-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |