JP3114830B2 - Laser welding control method and apparatus - Google Patents

Laser welding control method and apparatus

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JP3114830B2 JP30674392A JP30674392A JP3114830B2 JP 3114830 B2 JP3114830 B2 JP 3114830B2 JP 30674392 A JP30674392 A JP 30674392A JP 30674392 A JP30674392 A JP 30674392A JP 3114830 B2 JP3114830 B2 JP 3114830B2
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治 一色
輝世勝 吉池
修 松島
雅義 橋浦
伸二 福田
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日立設備エンジニアリング株式会社
株式会社日立製作所
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ溶接制御装置に係り、更に詳細には、AEセンサによりレーザ溶接状態を監視して最適条件で溶接を行う制御技術に関する。 The present invention relates relates to a laser welding control apparatus, and more particularly to a control technique for welding under optimum conditions by monitoring the laser welding state by AE sensor.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来より、レーザ溶接等の制御技術として、溶接時に生じるAE(アコースティックエミッション)を検出し、この検出信号から溶接状態を監視,制御する技術が提案されている。 Conventionally, as a control technique such as laser welding, to detect the AE (Acoustic Emission) generated during welding, monitor the welding state from the detection signal, the control techniques have been proposed.

【0003】例えば特開昭60−22657号公報に開示される作業状態監視法においては、超音波溶接を例にとり、溶接の出来具合がその溶接時に発生するAEの波形、エネルギー、周波数スペクトラム等の物理量と関連性を持つことに着目し、AE波の情報を処理することにより、溶接の作業状態を監視し、また、これに基づき溶接パワー源の電流,電圧を制御したり、被加工物の受け台の位置決め制御する技術が提案されている。 [0003] For example, in the working state monitoring method disclosed in JP-60-22657, JP-taking ultrasonic welding example, waveform of the AE welding of doneness is generated at the time of welding, energy, such as frequency spectrum Noting that with physical quantity and relevance, by processing the information of the AE wave, to monitor the working state of the welded, also, the welding power source based on this current, to control the voltage, of the workpiece technology to cradle control of the positioning has been proposed.

【0004】その他、同様の制御方式として、例えば、 [0004] In addition, as a similar control system, for example,
特開平64−40192号公報に開示されるように、被加工物に固着した1個もしくは複数個のAEセンサを介して被加工物のレーザ加工に伴うAE信号を検知し、このAE信号を演算処理してレーザ加工状態を監視しつつリアルタイムに制御する加工制御法が提案され、さらに、特開平1−210185号公報に開示されるように、溶接時に生じるAE信号より、製品の良否を判別する状態監視装置等が提案されている。 As disclosed in JP-A-64-40192, detects the AE signal caused by the laser processing of the workpiece through one or a plurality of AE sensors fixed to the workpiece, calculating the AE signal treated machining control method for controlling in real time while monitoring the laser processing state is proposed, further, as disclosed in JP-a-1-210185, from AE signals generated during welding to determine the quality of the product state monitoring device and the like have been proposed.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザ溶接に必要な溶接条件は、レーザビームの出力,溶接速度, [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, welding conditions required for laser welding, the output of the laser beam, welding speed,
レーザビームの焦点位置と被溶接物との距離,シールドガスの流量,アシストガスの流量があげられる。 The distance between the focal position and the object to be welded with the laser beam, the shielding gas flow rate, the flow rate of the assist gas. すなわち、これらの諸条件の一つでも許容値を超える変化をした時には、溶接の品質に影響を及ぼすことがある。 That is, in the case where also the changes exceed the allowable value one of these conditions, can affect the quality of the weld.

【0006】具体的には、実際のレーザビームの出力値が設定値より高い場合、溶接ビームに凹凸やアンダーカットが生じやすい。 [0006] Specifically, when the output value of the actual laser beam is higher than the set value, irregularities and undercuts are likely to occur in the welding beam. 逆に設定値より低い場合、溶け込み深さが浅くなる。 If conversely lower than the set value, the penetration depth becomes shallow.

【0007】また、レーザビームの焦点位置と被溶接物の距離が設定値に対し短い場合、溶接ビームの凹凸やアンダーカットを生じやすく、逆に長い場合、溶け込み深さは浅くなる。 Further, when the distance of the focal position and the object to be welded of the laser beam is short relative to the set value, prone to irregularities and undercuts of the welding beam is longer Conversely, the penetration depth is shallower.

【0008】また、シールドガスの流量,アシストガスの流量が少ない場合には、ブローホールが生じやすく、 [0008] In addition, the shielding gas flow rate, when the flow rate of the assist gas is small, the blow hole is likely to occur,
流量が多い場合にもブローホールや、溶接ビードに凹凸が生じやすい。 And blowholes even when the flow rate is large, unevenness is likely to occur in the weld bead.

【0009】しかしながら、前述した従来のAEセンサによるレーザ加工制御やレーザ加工監視制御方式は、このような全ての問題に対処し得る配慮がなされておらず、単にAE信号と溶接パワー源(溶接出力)との関係しか着目しておらず、AE信号から溶接異常を検出した場合には、溶接パワー源の出力電流或いは電圧を制御したり、被加工物の位置制御をするだけであり、その他の原因、例えばシールドガス流量、アシストガス流量等に異常がある場合には対処し得ないので、充分なレーザ溶接制御を行い得ず、実用化が困難であった。 However, laser machining control and laser processing monitoring control system according to a conventional AE sensor described above, the considerations may address all such problems not been made, simply AE signal and the welding power source (welding output ) only the relationship between the not focused, when an abnormality is detected welding from the AE signal, and controls the output current or voltage of the welding power source, only the position control of the workpiece, and other cause, for example, shielding gas flow rate, since not address the case where there is abnormality in the assist gas flow rate, etc., not give make sufficient laser welding control, practical application is difficult.

【0010】さらに、レーザ溶接制御を行う現場では、 [0010] In addition, at the site where performing laser welding control,
種々の作業騒音が発生している環境にあるため、AEセンサが溶接以外の雑音を検知してしまい、溶接状態の監視に誤認が生じる可能性が高い。 Because of the environment in which the various working noise is occurring, AE sensor ends up detecting the noise other than welding, it is likely that false positives occur in the monitoring of welding condition.

【0011】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目的は、レーザ溶接の異常をAEセンサで検知した場合に、その異常が上記の溶接諸条件の何に該当するのか具体的に診断し、その診断結果を基にレーザ溶接の最適制御を可能にするレーザ溶接制御装置を提供することにある。 [0011] The present invention has been made in view of the above, the purpose, when an abnormality of the laser welding is detected by the AE sensor, the abnormality is specifically diagnose whether corresponds to what the welding conditions is to provide a laser welding control apparatus that enables optimum control of the laser welding on the basis of the diagnosis result.

【0012】さらに、別の目的としては、AE信号によるレーザ溶接監視や制御をノイズに左右されず、正確に行い得るレーザ溶接監視制御装置を提供することにある。 Furthermore, another object, without being affected by the laser welding monitoring and control by the AE signal to noise is to provide a laser welding monitoring controller capable of performing accurate.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、基本的には次のようなレーザ溶接制御方式を提案する。 To achieve the above object, according to the solution to ## basically proposes a laser welding control method as follows.

【0014】その一つは、レーザ溶接を行う場合に、レーザ溶接時に発生する音をAEセンサにより検出し、このAE信号を予め基準データ(この基準データは適切な溶接条件で行われた時に発生するAE信号を予め調べて記憶したものである)と比較して、実際のAE信号が前記基準データ以上或いは以下の場合には、そのAE信号を各種非適切溶接条件のAE信号パターン(このAE信号パターンはレーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件を許容範囲外にした場合に発生する溶接時のAE信号パターンを予め調べて記憶したものである)と比較し、AE信号が前記AE信号パターンのいずれかに類似すれば、そのパターンに該当する溶接条件を補正する方式である(これを第1 [0014] One of occurs when performing laser welding, when the sound generated during laser welding is detected by the AE sensor, advance the reference data of this AE signal (the reference data was carried out in a suitable welding conditions to compared advance investigated is obtained by storing) and AE signal, if the actual AE signals of the reference data or or below, AE signal pattern (this AE various non appropriate welding conditions the AE signal signal pattern laser output, the focus position of the laser beam, the shielding gas flow rate is obtained by empirically determining and storing AE signal pattern during welding which occurs when the various welding conditions of the assist gas flow rate, etc. out of tolerance) compared with, if similar AE signal to any one of the AE signal pattern, a method for correcting the welding conditions corresponding to the pattern (this first 制御方式とする)。 And control system).

【0015】もう一つは、レーザ溶接時に発生する音をAEセンサにより検出し、このAE信号を上記第1の制御方式同様の基準データと比較して、実際のAE信号が前記基準データ以上或いは以下の場合には、レーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、 [0015] Second, the sound generated during laser welding is detected by the AE sensor, the AE signal as compared with the first control scheme similar reference data, the actual AE signals the reference data more or in the following cases, the laser output, the focus position of the laser beam, the shielding gas flow,
アシストガス流量等の各種溶接条件に優先順位をつけて、その順位に従い溶接条件を微量変化させ、この微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して、この基準データ・AE信号差が小さくなれば、この微量変化させた溶接条件をさらに変化(この変化は前記微量に変化させた方向と同方向の変化である)させることで補正し、一方、この溶接条件の微量変化により基準データ・AE信号差が大きくなればその溶接条件を元に戻して、次の順位の溶接条件を微量変化させて、その前の順位同様に微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して溶接条件の補正を行う制御方式を提案する(これを第2の制御方式とする)。 Prioritize various welding conditions of the assist gas flow rate, etc., the welding conditions in accordance with the order by trace changes, and comparison operation AE signal and the reference data after the trace changes, the reference data · AE signal difference the smaller, the trace changes further change the welding conditions were (this change the trace is the change in the same direction was changed to) corrected by causing, on the other hand, the reference data by trace changes in the welding conditions the larger · AE signal difference is returned to the welding conditions based on the welding condition of the next rank by trace changed, by comparing calculating its previous rank Similarly AE signal and the reference data after trace changes It proposes a control method for correcting the welding conditions (referred to as second control method).

【0016】この第2の制御方式は、上記第1の制御方式の一部に採用することもできる。 [0016] The second control scheme may also be employed in a part of the first control scheme.

【0017】例えば、第1の制御方式において、前記各種溶接条件の中に前記非適切溶接条件のAE信号パターンが共通して区別のつかないものが存在する場合には(例えば、溶接条件のうち、レーザ出力値とレーザ焦点位置の各溶接条件を例にとると、レーザビームの出力が許容範囲よりも低い場合とレーザ焦点位置とが適正範囲外にある場合とは、共に発生するAE信号パターンが似ている。その詳細は、実施例で述べてある)、その対象となる溶接条件に優先順位をつけ、その順位に従い第2 [0017] For example, in the first control mode, when the AE signal pattern of the non-appropriate welding conditions in the various welding conditions are present which indistinguishable in common (e.g., among the welding conditions , taking each welding condition of the laser output value and the laser focal position as an example, the case where the laser focal position when the output of the laser beam is lower than the allowable range is out of the proper range, AE signals together to generate the pattern are similar. its details are described in the examples), prioritize the welding conditions to be the subject, the second according to its ranking
の制御方式同様の補正を行う(第3の制御方式とする)。 Performing the control method similar correction (the third control method).

【0018】また、これらの制御方式に関連して、前記AEセンサから検出されるAE信号は、レーザ溶接開始時と溶接終了時の過渡的な状態における検出信号と作業現場からの溶接音以外の騒音(ノイズ)をカットして前記基準データと比較する方法を提案する。 [0018] In connection with these control systems, AE signal detected from the AE sensor, other than the welding sound from the detection signal and the worksite in a transitional state at the time of welding the start and at the end the laser welding we propose a method to be compared with the reference data by cutting noise (noise).

【0019】 [0019]

【作用】第1の制御方式によれば、溶接時に発生するA According to the first control scheme, generated during welding A
E信号を基準データと比較することで、溶接条件が適正でないことを知り、さらにAE信号を各種非適切溶接条件のAE信号パターンと比較することで、その適正でない溶接条件が、各種溶接条件(例えばレーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス、アシストガス流量等)の中でどれに該当するか判別でき、多種多様の溶接条件の中から的の得た溶接条件の補正を可能にする。 E signal is compared with reference data to know that the welding condition is not appropriate, by further comparison with the AE signal pattern of the various non-appropriate welding condition to AE signals, the proper non welding conditions, various welding conditions ( for example the laser output, the focus position of the laser beam, the shielding gas, can determine whether to meet one in the assist gas flow rate, etc.), to permit correction of the target of the resulting welding condition from a wide variety of welding conditions. したがって、リアルタイムでレーザ溶接の状態を監視すると共に、適正な溶接制御を可能にする。 Therefore, it monitors the state of the laser welding in real time, to allow proper welding control.

【0020】第2の制御方式によれば、上記第1の制御方式のような各種非適切溶接条件のAE信号パターンを作成しなくとも、的の得た溶接条件の補正を可能にする。 [0020] According to the second control mode, without creating an AE signal patterns of various non-appropriate welding conditions such as the first control scheme allows for correction of target of the resulting welding condition.

【0021】すなわち、本方式では、AE信号を基準データと比較して溶接条件に異常があるものと判定した場合には、レーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件を設定順位に従い増減方向に微量変化させて、その溶接の変化後のAE信号・基準データの差が小さくなれば、その微量変化対象の溶接条件が現在、非適切な状態にあるものと知ることができ、いわゆる溶接条件の診断作用がなされる。 [0021] That is, in this method, when it is determined that as compared to the reference data AE signal is abnormal welding conditions, the laser output, the focus position of the laser beam, the shielding gas flow, the assist gas flow rate, etc. by trace changes in the decreasing direction in accordance with the setting order various welding conditions, the smaller the difference in AE signal-reference data after the change of the welding, which welding conditions of the trace changes target current, in a non-proper condition You can know the diagnosis action of so-called welding conditions is made.

【0022】そして、その非適切と認定された溶接条件を、さらにAE信号・基準データの差が小さくなる方向に変化させれば、AE信号が基準データの範囲に収まり、最適溶接条件に復帰できる。 [0022] Then, the non-proper and certified welding conditions, be varied further direction difference AE signal-reference data is reduced, AE signals fall in the range of the reference data can be restored to the optimum welding conditions .

【0023】一方、溶接条件の微量(増減)変化により基準データ・AE信号差が大きくなれば、その溶接条件は非適切な状態にはないので、その溶接条件を元に戻して、次の順位の溶接条件を微量変化させ、非適切溶接条件がみつかるまで、各溶接条件を微量変化させて診断してゆく。 On the other hand, if trace (increase or decrease) significantly the reference data · AE signal difference due to changes in welding conditions, since the welding condition is not in the non-appropriate state, undoing the welding conditions, the following order the welding conditions were microinjected changed, to the non-appropriate welding condition is found, it slides into diagnose the welding conditions by trace changes. なお、以上の診断を各溶接条件に対して行っても、溶接状態が改善されなければ、警報等を発して運転を停止させると、溶接監視制御の信頼性をより高める。 Incidentally, more than a diagnosis performed for each welding condition, if not improved welding conditions, when stopping the operation by an alarm or the like, increasing the reliability of the weld monitoring control.

【0024】第3の制御方式では、第1の制御方式の一部、すなわち、非適切溶接条件のAE信号パターンが共通して区別のつかないものが存在する場合でも、これを補い、具体的にどの溶接条件が非適切であるのか診断して補正できるので、より溶接条件のリアルタイム改善機能を高める。 [0024] In a third control method, a part of the first control scheme, i.e., even when the AE signal pattern of the non-appropriate welding condition exists which indistinguishable common compensates for this, specific since any welding condition can be corrected to diagnose whether a non suitable to enhance the real-time improved features more welding conditions.

【0025】 [0025]

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。 BRIEF DESCRIPTION by examples of the present invention with reference to the accompanying drawings.

【0026】図1は本発明の一実施例に係るレーザ溶接制御装置のシステム図である。 [0026] FIG. 1 is a system diagram of a laser welding control apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0027】図1に示すように、レーザ発振器1から出力されるレーザビーム2が光学系3を介してレーザ溶接ヘッド4に伝送され、レーザ溶接ヘッド4によりビーム2が集光されて射出する。 As shown in FIG. 1, the laser beam 2 outputted from the laser oscillator 1 is transmitted through the optical system 3 to the laser welding head 4, the beam 2 is emitted is focused by the laser welding head 4. その焦点位置付近には被溶接物5が配置してある。 The vicinity of the focus position is disposed is the weld object 5.

【0028】レーザ溶接ヘッド4にはAEセンサ6が固定され、溶接時の音がAEセンサ6により幅広い周波数領域で検出される。 The AE sensor 6 is fixed to the laser welding head 4, the sound at the time of welding is detected in a wide frequency range by the AE sensor 6. AEセンサ6より出力されるアナログ信号はプリアンプ7に入力し、増幅される。 Analog signal output from the AE sensor 6 is input to the preamplifier 7, and is amplified. 増幅されたアナログ信号は、D/A変換回路11によってディジタル信号に変換され、溶接制御装置の中枢たるCPU Amplified analog signal is converted to a digital signal by the D / A conversion circuit 11, the central CPU being a welding control apparatus
(マイクロプロセッサ)9に入力される。 Is input to the (microprocessor) 9. また、溶接前にAEセンサ6により検出される信号(作業現場の溶接外の騒音検知信号)も、暗騒音として暗騒音データメモリ8に記憶される。 The signal detected by the AE sensor 6 prior to welding (welding outside the noise detection signal worksite) is also stored in the background noise data memory 8 as background noise.

【0029】10aはCPU9に接続した基準データメモリ(基準データ記憶手段)で、AEセンサ6からの信号を比較判別するための基準データとして最適溶接時のAE信号レベルが記憶してある。 [0029] 10a in the reference data memory connected to the CPU 9 (reference data storage means), AE signal level at the optimum welding as reference data for comparing determine the signal from the AE sensor 6 are stored.

【0030】10bは、CPU9に接続した診断データメモリ(AEパターン記憶手段)で、各種溶接条件(例えば、レーザ出力、レーザビーム焦点位置決め、シールガス流量、アシストガス流量等)が非適切(許容範囲外)で行われている場合、これがどの溶接条件であるかを判別するための、その診断データが記憶してある。 [0030] 10b is a diagnostic data memory connected to the CPU 9 (AE pattern storage means), various welding conditions (e.g., laser output, laser beam focus positioning, the seal gas flow, the assist gas flow rate, etc.) are non-proper (tolerance If performed outside), in order to determine whether this is what welding conditions, the diagnostic data has been stored. この診断データは、例えば、レーザ出力,レーザ焦点距離,シールドガス,アシストガス等の各種溶接条件が適正でない場合に発生するAE信号のパターンを予め調べて記憶したものである。 This diagnostic data may include, for example, laser power, laser focal length, shielding gas, in which various welding conditions such as the assist gas is empirically determining and storing a pattern of the AE signals generated when not appropriate.

【0031】CPU9は、制御プログラム22aにしたがって、溶接時に暗騒音データメモリ8より暗騒音データを読み出し、また同時に、D/A変換回路11より出力されるディジタル信号(AE信号)を入力し、お互いの信号を演算して暗騒音を取り除いた信号にする。 The CPU9 is in accordance with the control program 22a, reads the background noise data from the background noise the data memory 8 during welding, and at the same time, inputs the digital signal output from the D / A converter circuit 11 (AE signal), each other It calculates the signal to the signal obtained by removing the background noise by. また、この実際のAE信号と基準データメモリ10より読み出したデータとを比較演算する。 Further, the comparison operation and the actual AE signal and the data read out from the reference data memory 10. この比較演算の結果、実際のAE信号が前記基準データの範囲にあれば、 The result of this comparison operation, if the actual AE signal in the range of the reference data,
現状の溶接条件のまま溶接が行われる。 Welding is carried out while the current of welding conditions.

【0032】ここで、CPU9に接続された溶接ヘッド位置決め制御装置12は、制御プログラム22aにより制御され、制御指令をサーボモータ13に与え、サーボモータ13に連結されたねじ軸23を回転させ、ねじ軸23に連結されたレーザ溶接ヘッド4を昇降させる。 [0032] Here, the welding head positioning control device 12 connected to the CPU9 is a control program 22a is controlled by, gives a control command to the servo motor 13 rotates the screw shaft 23 connected to the servo motor 13, screw elevating the laser welding head 4 connected to the shaft 23. サーボモータ14の軸に固定したエンコーダ14は、溶接ヘッド位置決め制御装置12にレーザ溶接ヘッド4の位置信号をフィードバックする。 Encoder 14 fixed to the shaft of the servo motor 14 feeds back the position signal of the laser welding head 4 to the welding head positioning control device 12.

【0033】また、CPU9に接続されたレーザ出力制御装置15も制御プログラム22aにより制御され、制御指令をレーザ発振器1に与えレーザビームの出力を増減させる。 Further, the laser output control apparatus 15 connected to the CPU9 are also controlled by the control program 22a, increases or decreases the output of the laser beam gives a control command to the laser oscillator 1.

【0034】CPU9に接続されたアシストガス流量制御装置16も制御プログラム22aにより制御され、制御指令をアシストガス流量調節器18に与え、アシストガスの流量を増減させる。 The assist gas flow controller 16 connected to the CPU9 are also controlled by the control program 22a, giving a control command to the assist gas flow rate regulator 18 increases or decreases the flow rate of the assist gas. アシストガス供給ボンベ21 Assist gas supply cylinder 21
に充填されているアシストガスは、アシストガス流量調節器18を介してレーザ溶接ヘッド4に供給され、レーザビームの焦点位置付近に供給される。 Assist gas filled in is supplied to the laser welding head 4 via the assist gas regulator 18, it is supplied to the vicinity of the focus position of the laser beam.

【0035】同様に、CPU9に接続されたシールドガス流量制御装置17も制御プログラム22aにより制御され、制御指令をシールドガス流量調節器19に与え、 [0035] Similarly, shielding gas flow controller 17 connected to the CPU9 are also controlled by the control program 22a, giving a control command to the shielding gas flow rate regulator 19,
シールドガスの流量を増減させる。 Increase or decrease the flow rate of the shielding gas. シールドガス供給ボンベ20に充填されているシールドガスは、シールドガス流量調節器19を介してレーザ溶接ヘッド4に供給され、レーザビームの焦点位置付近に供給される。 Shielding gas filled in the shielding gas supply cylinder 20 is supplied to the laser welding head 4 via the shielding gas flow rate adjuster 19 is supplied to the vicinity of the focus position of the laser beam.

【0036】一方、CPU9は、AE信号と基準データ22の比較演算の結果、AE信号が基準データ以上或いは以下であれば、非適切な溶接条件で溶接が行われているものと判断し、補正プログラム22bにより溶接条件の診断,補正が実行される。 On the other hand, CPU 9 as a result of the comparison operation of the AE signal and the reference data 22, if the AE signals are reference data more or less, it is determined that the welding in a non-proper welding conditions is being performed, the correction diagnosis of welding conditions by the program 22b, the correction is performed. すなわち、CPU9は溶接条件補正手段としての役割もなす。 That, CPU 9 is formed also as a welding condition correction means.

【0037】この診断,補正の説明に先立ち、図2及び図3により溶接とAEセンサの信号の関係について説明する。 [0037] The diagnosis, prior to the description of the correction, a description will be given of the relationship of the welding and AE sensor signal by FIGS.

【0038】図2は、レーザ溶接開始から終了までの、 [0038] FIG. 2, from the start to the end laser welding,
AEセンサ6の検出信号を表したものである。 It illustrates a detection signal of the AE sensor 6. 溶接開始時0から時間t 1までと時間t 2から溶接終了時t 3までは、過渡的で不安定な特有の現象が見られる。 From the time t 2 from the welding start time 0 to time t 1 until the end of welding at the time t 3 is, unstable peculiar phenomenon is observed transient. このため、CPU9によって読み出される基準データは、この過渡的な部分のデータを除外して設定する。 Therefore, the reference data read by the CPU 9, set to exclude the data of the transient portion. これにより、定常的な溶接時の基準データの信頼性が向上する。 This improves the reliability of the reference data at the time of steady welding.

【0039】図3は溶接時のAEセンサ6の検出信号レベルと時間の関係を表したグラフである。 [0039] FIG. 3 is a graph showing a relationship between the detection signal level and time of the AE sensor 6 during welding.

【0040】溶接開始時の時間0から時間t 1までと溶接終了時の時間t 2から時間t 3までの時間は上記理由により制御範囲から除外する。 The time from the time at the end welding from time 0 at the start of welding until the time t 1 t 2 to time t 3 is excluded from the control range for the aforementioned reason.

【0041】W 0は、均一でかつ高品質なレーザ溶接を行った時のAEセンサ6の検出信号であり、時間t 1から時間t 2までのAEセンサ6の検出信号レベルの平均値をS 0とする。 [0041] W 0 is a detection signal of the AE sensor 6 when subjected to uniform and high-quality laser welding, S the average value of the detection signal level of the AE sensor 6 from the time t 1 to time t 2 0 to. ここで、均一でかつ高品質な溶接を行うためには、時間t 1から時間t 2の間においてAEセンサ6の検出信号レベルがS 0を中心値として上限値はS 0 Here, in order to carry out uniform and high-quality welding, the upper limit detection signal level of the AE sensor 6 as the central value of the S 0 between the time t 1 of time t 2 S 0
+ΔS、下限値はS 0 +ΔSとしてその間に入る必要がある。 + [Delta] S, the lower limit is required to enter therebetween as S 0 + ΔS. 換言すれば、S 0 ±ΔSが正常溶接の基準データとなる。 In other words, S 0 ± ΔS is the reference data for normal welding.

【0042】例えば、波形W 1は、時間t 1から時間t 2 [0042] For example, the waveform W 1 is, from the time t 1 time t 2
の間に上限値S 0 +ΔSを超える時間帯があり、波形W 2 There is a time zone that exceeds the upper limit value S 0 + [Delta] S between the waveform W 2
は、下限値S 0 −ΔSを下回る時間帯があるため、均一でかつ高品質な溶接を得ることができない。 Since there is a time zone is below the lower limit value S 0 -ΔS, it is impossible to obtain a uniform and high-quality welding. このため、 For this reason,
均一でかつ高品質な溶接を行うには、最適な溶接条件の制御,即ち、レーザビームの出力,レーザビームの焦点位置,シールドガスの流量,アシストガスの流量を最適な値に制御する必要がある。 To perform a uniform and high-quality welding, control of the optimum welding conditions, i.e., the output of the laser beam, the focal position of the laser beam, the shielding gas flow rate, should be controlled to an optimum value the flow rate of the assist gas is there.

【0043】これらの溶接条件が、それぞれ適正範囲から外れた時に得られるAEセンサ6の検出信号の波形の具体例を表したものが、図4,図5である。 [0043] These welding conditions, is a representation of a specific example of the waveform of the detection signal of the AE sensor 6 obtained when out of the proper range, respectively, FIG. 4, a diagram 5.

【0044】図4において、波形W 41は、レーザビームの出力値が最適範囲に対し低い場合、または、レーザビームの焦点位置が最適範囲にない場合に生じる波形である。 [0044] In FIG 4, the waveform W 41, when the output value of the laser beam is low relative to the optimum range, or a waveform that occurs when the focal position of the laser beam is not in the optimum range. 波形W 42は、レーザビームの出力が最適範囲に対し高い場合の波形である。 Waveform W 42 is a waveform when the output of the laser beam is high relative to the optimum range. 波形W 41 ,W 42とも周波数が低く、波形の凹凸が比較的少ない特徴がある。 Waveform W 41, W 42 both frequency is low, unevenness of the waveform is relatively small features.

【0045】図5において、波形W 50は、シールドガスの流量が最適範囲になく、流量が多い場合にも、少ない場合にも表われる波形である。 [0045] In FIG. 5, the waveform W 50, the flow rate of shielding gas is not in the optimal range, even if the flow rate is high, a waveform appearing in the case small. また、アシストガスの流量が多い場合には、波形50に類似した波形が表われる。 Further, when the flow rate of the assist gas is large, similar waveform to the waveform 50 appearing.
AEセンサ6の検出信号レベルに凹凸があるのが特徴である。 There is unevenness in the detection signal level of the AE sensor 6 is characterized.

【0046】波形W 60は、アシストガスの流量が最適範囲より少ない場合の波形であり、検出信号レベルが異常に高く周波数が高いのが特徴である。 The waveform W 60 represents a waveform obtained when the flow rate of the assist gas is less than the optimal range, the detection signal level is high abnormally high frequencies is characterized. これは、アシストガスの流量が少ない時に発生する金属プラズマによるものである。 This is due to the metal plasma generated when the flow rate of the assist gas is small.

【0047】均一でかつ安定した溶接を行うには、常時、溶接状態を監視し、それぞれの溶接条件を適正範囲に入るようにリアルタイムで制御することが必要である。 [0047] To perform uniform and stable welding, always welding condition monitoring, it is necessary to control in real time as the respective welding conditions within an adequate range. ここで、溶接状態を1個のAEセンサ6で検出し、 Here, to detect the welding state by one AE sensor 6,
それぞれの溶接条件を補正プログラム22bに基づき制御する手順を以下に示す。 The procedure for controlling on the basis of the respective welding condition correction program 22b are shown below.

【0048】図6に補正プログラム22bにより実行するレーザ溶接条件の制御フローを示す。 [0048] shows a control flow of the laser welding conditions for executing the correction program 22b in FIG. (a)〜(k) (A) ~ (k)
はそのフローのステップである。 Is a step of the flow.

【0049】まず、(a)において、AEセンサ6の検出信号レベルが適正範囲(基準データ内)にあるか否か判定する。 [0049] First, it is determined whether the (a), the detection signal level of the AE sensor 6 is proper range (the reference data). この検出信号レベルが下限値S 0 −ΔS以下であるか、または、上限値S 0 +ΔS以上の場合、 Or the detection signal level is less than the lower limit value S 0 -ΔS, or, if more than the upper limit value S 0 + [Delta] S,
(b)以降の溶接条件の補正を行う。 (B) the correction of the subsequent welding conditions. 検出信号レベルが適正範囲内にある場合は、(k)に戻り、再び(a)において検出信号レベルが適正範囲内にあるかどうかをチェックする。 When the detection signal level is within the proper range, return to (k), checks whether the detection signal level again at (a) is within the proper range.

【0050】(b)において、検出信号の波形が図4のW 41またはW 42に類似している場合には、レーザビームの焦点位置が適正範囲外にあるか、または、レーザビームの出力値が適正範囲外にあるかのどちらかであるが、 [0050] In (b), when the waveform of the detection signal is similar to W 41 or W 42 in FIG. 4, or the focal position of the laser beam is out of the proper range, or the output value of the laser beam but is either it is in out of the proper range,
この場合、優先順位をつけて、まず(e)においてレーザ溶接ヘッドの位置決め制御を行い、レーザビームの焦点位置の判別と最適制御を行う。 In this case, prioritize, performs positioning control of the laser welding head in First (e), to discriminate the optimal control of the focal position of the laser beam. この焦点位置の最適制御については、後で詳細に説明する。 For optimum control of the focus position will be described later in detail.

【0051】(f)において、再び検出信号が適正範囲内にあるかどうかをチェックし、適正範囲内に入れば処理終了し、当初の(k)に戻る。 [0051] In (f), to check whether the re-detection signal is within the proper range, and processing is completed if placed in the proper range, return to the original (k). 適正範囲外の場合は、 In the case of out of the proper range,
焦点距離以外に原因があるので、(g)でレーザビームの出力値を適正範囲に入るように制御する。 Since a cause other than the focal length is controlled to fall within an appropriate range the output value of the laser beam (g). ここで検出信号レベルが、適正範囲の上限値S 0 +ΔS以上の場合、レーザビームの出力値を小さくし、適正範囲の下限値S 0 −ΔS以下の場合、レーザビームの出力値を大きくし、適正範囲に入るように制御する。 Here the detection signal level is not less than the upper limit value S 0 + [Delta] S in the proper range, reduce the output value of the laser beam, the lower limit of the proper range S 0 -ΔS the following cases, to increase the output value of the laser beam, to control so as to fall within an appropriate range.

【0052】(b)において、検出信号の波形がW 41及びW 42でもない場合は、(c)に進み、検出信号の波形が図5の波形50に類似しているかどうかをチェックする。 [0052] (b), the waveform of the detection signal if neither W 41 and W 42, advances (c), the waveform of the detection signal to check whether similar to waveform 50 of FIG. 波形W 50に類似している場合、シールドガスの流量が適正値に対し、少ない場合及び多い場合のどちらの場合もあり、また、アシストガスの流量が多い場合もある。 If similar to the waveform W 50, to flow the proper value of the shielding gas, is also for both cases is less and often, also, in some cases the flow rate of the assist gas is large. ここで、この3つのどれであるかを判別するため、 Here, in order to determine whether a which the three,
優先順位をつけて、初めに、シールドガスの流量を微量少なくする。 Prioritize, in the beginning, the flow rate of the shielding gas to reduce trace. この時、検出信号波形が改善されれば、さらに流量を少なくし、最適波形まで近づけ(k)に進む。 At this time, if it is improved detection signal waveform, and further reducing the flow rate, the flow proceeds to close to the optimum waveform (k). 逆にシールドガスの流量を少なくした時に検出信号波形が、ますます悪くなれば、シールドガスの流量を基の流量に戻しておく。 Detection signal waveform when the reduced flow rate of the shielding gas conversely, if bad to worse, should return the flow rate of the shielding gas flow rate of the base. 次にシールドガスの流量を微量多くする。 Then the flow rate of the shielding gas to many trace. この時の検出信号波形が改善されれば、さらに流量を多くし、最適波形まで近づけ(k)に進む。 If improved detection signal waveform at this time, further increasing the flow rate, the flow proceeds to close to the optimum waveform (k).

【0053】逆に、シールドガスの流量を多くした時に検出波形がますます悪くなれば、シールドガスの流量を元の流量に戻しておく。 [0053] On the other hand, if more and more poor detection waveform when you increase the flow rate of the shielding gas, keep back the flow rate of the shielding gas to the original flow rate. 上記シールドガスの調整で溶接条件が改善されれば、次にアシストガスの流量を微量少なくする。 If it improved welding conditions at the adjustment of the shield gas, then the flow rate of the assist gas to reduce trace. この時、検出信号波形が改善されれば、さらに、流量を少なくし、最適波形まで近づけ(k)に進む。 At this time, if it is improved detection signal waveform, further reducing the flow rate, the flow proceeds to close to the optimum waveform (k).

【0054】アシストガスの流量を多くした時に検出信号がますます悪くなれば、アシストガスの流量を元の流量に戻しておき、(k)に進む。 [0054] if more and more poor detection signal when a lot of the flow rate of the assist gas, keep back the flow rate of the assist gas to the original flow rate, proceed to (k).

【0055】(c)において、検出信号の波形が、波形W 50に類似していない場合は、(d)に進み、検出信号の波形が図5の波形W 60に類似している場合は、アシストガスの流量が適正範囲より少ないため、流量を多くして行き、検出信号波形が適正範囲に入るようにする。 [0055] (c), the case the waveform of the detection signal, if not similar to the waveform W 50, which proceeds (d), the waveform of the detection signal is similar to the waveform W 60 in FIG. 5, the flow rate of the assist gas is less than the appropriate range, continue to increase the flow rate, the detection signal waveform to enter the proper range.

【0056】以上のように、それぞれの溶接条件を制御しても検出信号が適正範囲に入らない時は、異常として溶接を途中でストップする。 [0056] As described above, when the detection signal and control the respective welding condition does not fall within the proper range, it stops in the middle of welding as abnormal.

【0057】ここで、図7〜図11により、上記図6の(e)で行ったレーザビームの焦点位置の最適制御について説明する。 [0057] Here, the 7 to 11, will be described optimum control of the focal position of the laser beam was conducted in the FIG 6 (e).

【0058】図7の(1)において、放物面鏡30によってレーザビームは、集光されたレーザビーム2となる。 [0058] In (1) in FIG. 7, the laser beam by the parabolic mirror 30 is a laser beam 2 is focused. このレーザビームの焦点距離f 0は放物面鏡の物理的寸法によって決まる。 The focal length f 0 of the laser beam is determined by the physical dimensions of the parabolic mirror. レーザ溶接を行う場合、レーザビームの焦点が被溶接物5aと5bの突合せ部表面にある場合が最適となる。 When performing laser welding, if the focus of the laser beam is in the butted portion surface of the object to be welded 5a and 5b is optimal.

【0059】しかし、被溶接物5aまたは5bは、機械加工されたもの以外は、変形しているものが多く、レーザ溶接ヘッドを常に適正に位置決め制御する必要がある。 [0059] However, the weld object 5a or 5b, except those machined often those are deformed, it is necessary to always properly positioning control of the laser welding head. 図7の(2)は、焦点位置が被溶接物表面の上方にある場合であり、図7の(3)は、焦点位置が被溶接物内にある場合である。 (2) in FIG. 7 is a case where the focus position is above the weld object surface (3) of FIG. 7 is a case where the focus position is within the object to be welded.

【0060】これらの3つの焦点位置の状態をAEセンサ6により検出し、最適制御する方法を次に説明する。 [0060] These three states of the focus position detected by the AE sensor 6 will now be described a method for optimal control.

【0061】図8の(1)は、焦点位置が被溶接物の表面にある場合であり、この時のAEセンサ6の検出信号波形は、図8の(1′)の波形W 0である。 [0061] in FIG. 8 (1) shows the case where the focus position is on the surface of the object to be welded, the detection signal waveform of the AE sensor 6 at this time is a waveform W 0 of (1 ') in FIG. 8 .

【0062】図8の(2)は、レーザ溶接ヘッドをΔl [0062] in FIG. 8 (2) is, .DELTA.l laser welding head
mm上昇させた状態を表したものであり、この時の検出信号波形は、図8の(2′)のW 11であり、平均信号レベルS 0 −ΔP 11となり、最適値S 0より低くなる。 mm are those which represent an elevated state, the detection signal waveform at this time, a W 11 (2 ') in FIG. 8, the average signal level S 0 -DerutaP 11, and becomes lower than the optimum value S 0 .

【0063】図8の(3)は、レーザ溶接ヘッドをΔl [0063] in FIG. 8 (3), .DELTA.l laser welding head
mm下降させた状態を表したものであり、この時の検出信号波形は、図8の(3′)のW 12であり、平均信号レベルは、S 0 −ΔP 12となり、最適値S 0より低くなる。 mm and a representation of the descent is allowed state, the detection signal waveform at this time, a W 12 (3 ') in FIG. 8, the average signal level, S 0 -DerutaP 12 next, than the optimum value S 0 lower.

【0064】図9の(1′)は、焦点位置が被溶接物の上方にある場合で、この時のAEセンサ6の検出信号波形は、図9の(1)の波形20であり、平均信号レベルは、S 0 −ΔP 20となり、最適値S 0より低くなる。 [0064] in FIG. 9 (1 ') is a case where the focus position is above the welded object, the detection signal waveform of the AE sensor 6 at this time, the waveform 20 of (1) in FIG. 9, the average signal level, S 0 -ΔP 20, and becomes lower than the optimum value S 0.

【0065】図9の(2′)は、レーザ溶接ヘッドを図9(1′)よりもさらにΔlmm上昇させた状態を表したものであ、この時の検出信号波形は、図9の(2)の波形W 21であり、平均信号レベルは(S 0 −ΔP 20 )−Δ [0065] in FIG. 9 (2 ') is a laser welding head 9 (1' der that represents the state of being raised further Δlmm than), the detection signal waveform at this time, in FIG. 9 (2 ) is a waveform W 21 of the average signal level (S 0 -ΔP 20)
21となり、さらに検出信号レベルが低下する。 Next P 21, further detection signal level decreases.

【0066】図9の(3′)は、レーザ溶接ヘッドを図9(1′)よりもさらにΔlmm下降させた状態を表したもので、この時の検出信号波形は、図9の(3)の波形W 22であり、平均信号レベルは(S 0 −ΔP 20 )+ΔP [0066] in FIG. 9 (3 ') is a laser welding head 9 (1' a representation of the state of being further Δlmm lowered than), the detection signal waveform at this time, (3) in FIG. 9 a waveform W 22, the average signal level (S 0 -ΔP 20) + ΔP
22となり、検出信号レベルが上昇する。 Next 22, the detection signal level rises.

【0067】図10の(1′)は、焦点位置が被溶接物内にある場合で、この時のAEセンサ6の検出信号波形は、図10の(1)の波形W 30であり、平均信号レベルはS 0 −ΔP 30となり、最適値S 0より低くなる。 [0067] (1 ') in FIG. 10, when the focal position is in the object to be welded, the detection signal waveform of the AE sensor 6 at this time, the waveform W 30 (1) in FIG. 10, the average signal level S 0 -ΔP 30, and becomes lower than the optimum value S 0.

【0068】図10の(2′)は、レーザ溶接ヘッドを図(1′)よりもΔlmm上昇させた状態を表したもので、この時の検出信号波形は、図10の(2)の波形W [0068] in FIG. 10 (2 ') is a laser welding head Figure (1' a representation of the state of being Δlmm higher than), the detection signal waveform at this time, the waveform of (2) in FIG. 10 W
31であり、平均信号レベルは(S 0 −ΔP 30 )+ΔP 31 Was 31, the average signal level (S 0 -ΔP 30) + ΔP 31
となり、検出信号レベルが上昇する。 Next, the detection signal level rises.

【0069】図10の(3′)は、レーザ溶接ヘッドを図10(1′)よりもΔlmm下降させた状態を表したもので、この時の検出信号波形は図10の(3)の波形W [0069] in FIG. 10 (3 ') is a laser welding head 10 (1' a representation of the state of being Δlmm lowered than), the waveform of (3) of the detection signal waveform 10 at this time W
32であり、平均信号レベルは(S 0 −ΔP 30 )−ΔP 32 Is 32, the average signal level (S 0 -ΔP 30) -ΔP 32
となり検出信号レベルは低下する。 Next detection signal level is decreased.

【0070】以上のことから、レーザ溶接ヘッドを制御し、レーザビームの焦点位置を最適な位置にするための制御フローを図11に示す。 [0070] From the above, by controlling the laser welding head, showing the control flow for the focal position of the laser beam to the optimum position in Figure 11.

【0071】本実施例によれば、レーザ溶接の状態をオンラインで常時監視し、多種のレーザ溶接条件のうちいずれかに非適切な状態が生じた場合にはリアルタイムで検出して、補正するので、安定して高品質なレーザ溶接品を製作することができる。 In accordance with the present embodiment, continuously monitors the status of laser welding online, if the non-proper condition to any one of the laser welding conditions of a wide occurs is detected in real time, is corrected , it is possible to fabricate stable and high-quality laser welds.

【0072】なお、上記の溶接制御方式は、溶接条件の診断データとして、レーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件を許容範囲外にした場合に発生する溶接時のA [0072] Incidentally, the welding control system described above, as the diagnostic data of the welding condition, which occurs when the laser output, the focus position of the laser beam, and shielding gas flow rate, the various welding conditions of the assist gas flow rate, etc. out of tolerance a at the time of welding
E信号パターンを用いるが、このような診断データを用いず、これらの多種の溶接条件に優先順位をつけて、各溶接条件を溶接が改善されるまで微量変化させてその溶接状況の変化をAE信号と基準データの比較からとらえて、どの溶接条件を補正すべきは診断するようにしてもよい。 Using E signal patterns, but without using such diagnostic data, prioritizing these various welding conditions, AE changes in the welding conditions by trace changed until the respective welding conditions Welding is improved catch from a comparison of the signal and the reference data, which welding condition to be corrected may be diagnosed.

【0073】 [0073]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ溶接の異常をAEセンサで検知した場合に、その異常が上記の溶接諸条件の何に該当するのか具体的に診断し、その診断結果を基にレーザ溶接の最適制御を可能にする。 According to the present invention as described above, according to the present invention, when an abnormality of the laser welding is detected by the AE sensor, the abnormality is specifically diagnose whether corresponds to what the welding conditions, the diagnosis based on the result to allow optimum control of the laser welding.

【0074】また、現場騒音等のノイズ対処等を施すことで、誤制御を防止し、信頼性を高めることができる。 [0074] Furthermore, by performing noise coping such as site noise, preventing erroneous control, reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例に係るレーザ溶接制御装置のシステムズ [1] Systems laser welding control apparatus according to an embodiment of the present invention

【図2】レーザ溶接開始から終了までの、AEセンサの検出信号を表した図 [Figure 2] from the laser welding start to the end, view showing the detection signal of the AE sensor

【図3】溶接時のAEセンサの検出信号レベルと時間の関係を表した Figure 3 represents the relationship between the detection signal level and time of the AE sensor in welding

【図4】溶接条件が、それぞれ適正範囲から外れた時に得られるAEセンサの検出信号の波形の説明図 [4] the welding condition is a diagram depicting the waveform of the detection signal of the AE sensor obtained when out of the proper range, respectively

【図5】溶接条件が、それぞれ適正範囲から外れた時に得られるAEセンサの検出信号の波形の説明図 [5] the welding conditions, illustration of the waveform of the detection signal of the AE sensor obtained when out of the proper range, respectively

【図6】溶接時の溶接条件の補正を行う場合のフローチャート FIG. 6 is a flowchart in the case of correcting the welding conditions during welding

【図7】レーザビームの焦点位置の最適制御の説明図 Figure 7 is an illustration of the optimal control of the focal position of the laser beam

【図8】レーザビームの焦点位置の最適制御の説明図 Figure 8 is an explanatory diagram of the optimal control of the focal position of the laser beam

【図9】レーザビームの焦点位置の最適制御の説明図 Figure 9 is an illustration of the optimal control of the focal position of the laser beam

【図10】レーザビームの焦点位置の最適制御の説明図 Figure 10 is an explanatory diagram of the optimal control of the focal position of the laser beam

【図11】レーザビームの焦点位置の最適制御のフローチャート FIG. 11 is a flowchart of the optimum control of the focal position of the laser beam

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…レーザ発振器、2…レーザビーム、4…レーザ溶接ヘッド、5…被溶接物、6…AEセンサ、8…暗騒音データメモリ、9…CPU(溶接条件補正手段)、10a 1 ... laser oscillator, 2 ... laser beam, 4 ... laser welding head, 5 ... weld object, 6 ... AE sensor, 8 ... background noise data memory, 9 ... CPU (welding condition correction means), 10a
…基準データメモリ、10b…診断データメモリ(AE ... reference data memory, 10b ... diagnostic data memory (AE
パターンデータメモリ)、12…溶接ヘッド位置決め制御装置(レーザビーム焦点位置決め制御装置)、15… Pattern data memory), 12 ... welding head positioning control apparatus (laser beam focus positioning control device), 15 ...
レーザ出力制御装置、16…アシストガス流量制御装置、17…シールドガス流量制御装置、22a…制御プログラム、22b…補正プログラム。 The laser output control apparatus, 16 ... assist gas flow controller, 17 ... shielding gas flow controller 22a ... control program, 22b ... correction program.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 茂隆 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 松島 修 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 一色 治 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 吉池 輝世勝 茨城県日立市会瀬町二丁目9番1号 日 立設備エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−58698(JP,A) 特開 昭58−9783(JP,A) 特開 平4−313473(JP,A) 特開 平4−75817(JP,A) 特開 昭52−89893(JP,A) 特開 昭59−220294(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) B23K 26/00 G01N 29/14 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Takeuchi Shigetaka Hitachi City, Ibaraki Prefecture Kokubuncho 1 chome, Co., Ltd., Hitachi Kokubu in the factory (72) inventor Osamu Matsushima Hitachi City, Ibaraki Prefecture Kokubuncho chome 1 Ban No. 1 Co., Ltd. Hitachi Kokubu in the factory (72) inventor Osamu Isshiki Hitachi City, Ibaraki Prefecture Kokubuncho 1 chome, Co., Ltd., Hitachi Kokubu in the factory (72) inventor Yoshiike Teruyosho Hitachi City, Ibaraki Prefecture Ose-cho chome No. 9 No. 1 Date stand equipment engineering Co., Ltd. in the (56) reference Patent Sho 50-58698 (JP, a) JP Akira 58-9783 (JP, a) JP flat 4-313473 (JP , a) JP flat 4-75817 (JP, a) JP Akira 52-89893 (JP, a) JP Akira 59-220294 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) B23K 26/00 G01N 29/14

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 適切な溶接条件で行われた時に発生する It occurs when conducted in claim 1 Suitable welding condition
    AE信号を予め調べて基準データとして記憶しておき、 Is stored as the reference data AE signals previously examined,
    また、レーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シー Further, the laser output, the focus position of the laser beam, Sea
    ルドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件を許 Rudogasu flow, based on the various welding conditions of the assist gas flow rate, etc.
    容範囲外にした場合に発生する溶接時のAE信号パター AE signal pattern at the time of welding occurring when outside volume range
    ンを予め調べて各種非適切溶接条件のAE信号パターン Examine the emission advance AE signal pattern of the various non-appropriate welding conditions
    として記憶しておき、レーザ溶接を行う場合に、レーザ溶接時に発生する音をAEセンサにより検出し、このA Is stored as in the case of performing laser welding, the sound generated during laser welding is detected by the AE sensor, the A
    E信号を前記基準データと比較して、実際のAE信号が前記基準データ以上或いは以下の場合には、そのAE信号を前記各種非適切溶接条件のAE信号パターンと比較し、AE信号が前記AE信号パターンのいずれかに類似すれば、そのパターンに該当する溶接条件を補正することを特徴とするレーザ溶接制御方法。 The E signal by comparing with the reference data, when the actual AE signals of the reference data or or less, the AE signal compared to AE signal pattern of the various non-appropriate welding conditions, the AE signal if similar to any of the AE signal pattern, laser welding control method characterized by correcting the welding conditions corresponding to the pattern.
  2. 【請求項2】 記各種溶接条件の中に前記非適切溶接条件のAE信号パターンが共通して区別のつかないものが存在する場合には、その対象となる溶接条件に優先順位をつけ、その順位に従い溶接条件を微量変化させ、この微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して、この基準データ・AE信号差が小さくなれば、この微量変化させた溶接条件をさらに同方向に化させることで補正し、一方、この溶接条件の微量変化により基準データ・AE信号差が大きくなればその溶接条件を元に戻して、次の順位の溶接条件を微量変化させて、その前の順位同様に微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して溶接条件の補正を行うようにした請求項1 Wherein when the AE signal pattern of the non-appropriate welding conditions in the prior SL various welding conditions are present which indistinguishable in common, prioritize the welding conditions to be the subject, its rank accordance welding conditions were microinjected changed, by comparison operation AE signal and the reference data after the trace changes, the smaller this reference data · AE signal difference, further the same direction the trace changes are allowed welding condition corrected by making variable ized in, whereas, the larger the reference data · AE signal difference by trace changes in the welding conditions and pull the welding conditions based on, and the welding condition of the next rank is trace changes, claim 1 to perform the preceding rank similar correction of the the AE signal after trace changes reference data comparison operation on the welding conditions
    記載のレーザ溶接制御方法。 Laser welding control method according.
  3. 【請求項3】 適切な溶接条件で行われた時に発生する Occur when made in 3. Suitable welding condition
    AE信号を予め調べて基準データとして記憶しておき、 Is stored as the reference data AE signals previously examined,
    レーザ溶接を行う場合に、レーザ溶接時に発生する音をAEセンサにより検出し、このAE信号を予め基準デー When performing laser welding, the sound generated during laser welding is detected by the AE sensor, advance the reference data of this AE signal
    タと比較して、実際のAE信号が前記基準データ以上或いは以下の場合には、レーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件に優先順位をつけて、その順位に従い溶接条件を微量変化させ、この微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して、この基準データ・AE信号差が小さくなれば、この微量変化させた溶接条件をさらに Compared to data, if the actual AE signals of the reference data or or less, the laser output, the focus position of the laser beam, prioritize shielding gas flow rate, the various welding conditions of the assist gas flow rate, etc., its rank accordance welding conditions were microinjected changed, the said the AE signal after trace changes reference data comparison by calculating the, the smaller this reference data · AE signal difference, further the trace altered so welding condition
    同方向に化させることで補正し、一方、この溶接条件の微量変化により基準データ・AE信号差が大きくなればその溶接条件を元に戻して、次の順位の溶接条件を微量変化させて、その前の順位同様に微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して溶接条件の補正を行うことを特徴とするレーザ溶接制御方法。 Corrected by making variable ized in the same direction, whereas, the larger the reference data · AE signal difference by trace changes in the welding conditions and pull the welding conditions based on the welding condition of the next rank is trace changed Te, laser welding control method and performing the previous ranking similar correction of the the AE signal after trace changes reference data comparison operation on the welding conditions.
  4. 【請求項4】 記AEセンサから検出されるAE信号は、レーザ溶接開始時と溶接終了時の過渡的な状態における検出信号と作業現場からの溶接音以外のノイズをカ<br>ットして前記基準データと比較されるよう設定してある 4. AE signal detected from the previous SL AE sensor, mosquito noise other than welding sound from the detection signal and the worksite in a transitional state at the end welding at the start of laser welding <br> Tsu DOO there was so that set is compared with the reference data and
    請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載のレーザ溶接制御方法。 Laser welding control method according to any one of claims 1 to 3.
  5. 【請求項5】 前記各種溶接条件の補正を行っても、前記AE信号が前記基準データの範囲内に収まらない場合には、警報を発して溶接運転を停止させるようにした請 5. A even if the correction of each species welding conditions, when the AE signal does not fall within the scope of the reference data were to stop the welding operation by an alarm
    求項1ないし請求項4のいずれか1項記載のレーザ溶接制御方法。 Motomeko 1 to laser welding control method according to any one of claims 4.
  6. 【請求項6】 (a)レーザ溶接により発生する音を検出するAEセンサと、(b)レーザ出力制御手段と、 And AE sensor for detecting 6. (a) sound generated by laser welding, and (b) a laser output control means,
    (c)被溶接物に対するレーザビーム焦点位置を制御するレーザビーム焦点位置決め制御手段と、(d)シールドガス流量制御手段と、(e)アシストガス流量制御手段と、(f)適切な溶接条件で行われた時に発生するA A laser beam focus positioning control means for controlling the laser beam focus position with respect to (c) weld object, (d) and the shielding gas flow rate control means, and (e) an assist gas flow rate control means, in (f) the appropriate welding conditions a that occurs when made
    E信号を予め調べて基準データとして記憶する基準データ記憶手段と、(g) ーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件を許容範囲外にした場合に発生する溶接時のAE信号パターンを予め調べて各種非適切溶接条件のA A reference data storage means for storing the E signal as previously examined reference data, (g) Le chromatography The output, the focus position of the laser beam, the shielding gas flow rate, if the various welding conditions of the assist gas flow rate, etc. was out of tolerance a pre-examined various non-appropriate welding condition to AE signal pattern at the time of welding occurring
    E信号パターンとして記憶するAE信号パターン記憶手段と、(h)前記AEセンサで検出された溶接時の実際のAE信号を前記基準データと比較して、このAE信号が前記基準データ以上或いは以下の場合には、そのAE And AE signal pattern storage means for storing as E signal pattern, (h) the actual AE signal when the detected welding the AE sensor in comparison with the reference data, the AE signal is the reference data more or less in this case, the AE
    信号を前記各種非適切溶接条件のAE信号パターンと比較し、AE信号が前記AE信号パターンに類似するか否か判断し、AE信号が前記AE信号パターンのいずれかに類似すれば、そのパターンに該当する溶接条件を補正する溶接条件補正手段とを備えて成ることを特徴とするレーザ溶接制御装置。 Comparing the signal with AE signal pattern of the various non-appropriate welding conditions, it is determined whether AE signal is similar to the AE signal pattern, if similar AE signal to any one of the AE signal pattern, the pattern laser welding control apparatus characterized by comprising a welding condition correction means for correcting the corresponding welding conditions.
  7. 【請求項7】(a)レーザ溶接により発生する音を検出するAEセンサと、(b)レーザ出力制御手段と、 And AE sensor for detecting 7. (a) sound generated by laser welding, and (b) a laser output control means,
    (c)被溶接物に対するレーザビーム焦点位置を制御するレーザビーム焦点位置決め制御手段と、(d)シールドガス流量制御手段と、(e)アシストガス流量制御手段と、(f)適切な溶接条件で行われた時に発生するA A laser beam focus positioning control means for controlling the laser beam focus position with respect to (c) weld object, (d) and the shielding gas flow rate control means, and (e) an assist gas flow rate control means, in (f) the appropriate welding conditions a that occurs when made
    E信号を予め調べて基準データとして記憶する基準データ記憶手段と、(g) ーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件を許容範囲外にした場合に発生する溶接時のAE信号パターンを予め調べて各種非適切溶接条件のA A reference data storage means for storing the E signal as previously examined reference data, (g) Le chromatography The output, the focus position of the laser beam, the shielding gas flow rate, if the various welding conditions of the assist gas flow rate, etc. was out of tolerance a pre-examined various non-appropriate welding condition to AE signal pattern at the time of welding occurring
    E信号パターンとして記憶するAE信号パターン記憶手段と、(h)前記AEセンサで検出された溶接時の実際のAE信号を前記基準データと比較して、このAE信号が前記基準データ以上或いは以下の場合には、所定の補正プログラムすなわちレーザ出力、レーザビームの焦点位置決め、シールドガス流量、アシストガス流量等の各種溶接条件を予め付けた優先順位に従い微量変化させ、 And AE signal pattern storage means for storing as E signal pattern, (h) the actual AE signal when the detected welding the AE sensor in comparison with the reference data, the AE signal is the reference data more or less case, predetermined correction program namely laser output, the focus position of the laser beam, the shielding gas flow rate, to various welding conditions follow have fine amount changes previously assigned priority to the assist gas flow rate, etc.,
    この微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して、この基準データ・AE信号差が小さくなれば、この微量変化させた溶接条件をさらに同方向に変化させることで補正し、一方、この溶接条件の微量変化により基準データ・AE信号差が大きくなればその溶接条件を元に戻して、次の順位の溶接条件を微量変化させて、その前の順位同様に微量変化後のAE信号と前記基準データを比較演算して溶接条件の補正を行うことを内容とする The AE signal and the reference data after the trace changes compared to operation, the smaller this reference data · AE signal difference, and corrected by changing the trace altered so welding condition further the same direction, whereas, the larger the reference data · AE signal difference by trace changes in the welding conditions and pull the welding conditions based on the welding condition of the next rank by trace changed, the previous rank Similarly AE signal after trace changes and content that correcting the comparison operation to welding condition of the reference data and
    プログラムを実行する補正手段とを備えて成ることを特徴とするレーザ溶接制御装置。 Laser welding control apparatus characterized by comprising a correction means for executing the program.
  8. 【請求項8】 記AEセンサから検出される信号のうち、レーザ溶接開始時と溶接終了時の過渡的な状態における検出信号と作業現場からの溶接音以外のノイズをカ<br>ットする手段を備えて成る請求項6又は請求項7記載の 8. Among the previous Symbol AE signal that will be detected from the sensor, mosquito noise other than welding sound from the detection signal and the work site in a transient state at the end of welding and at the start of laser welding <br> Tsu comprising comprising means for preparative claim 6 or claim 7, wherein
    レーザ溶接制御装置。 Laser welding controller.
  9. 【請求項9】 記各種溶接条件の補正により溶接が改善されない場合には、警報を出力して溶接を自動停止する手段を備えた請求項6ないし請求項8のいずれか1項 If 9. not improved welding by the correction of the previous SL various welding conditions, any one of claim 6 through claim 8 comprising means for automatically stopping the welding outputs an alarm
    記載のレーザ溶接制御装置。 Laser welding control apparatus according.
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