JP3355546B2 - レーザ溶接欠陥検出装置及び欠陥検出方法 - Google Patents
レーザ溶接欠陥検出装置及び欠陥検出方法Info
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- JP3355546B2 JP3355546B2 JP21749098A JP21749098A JP3355546B2 JP 3355546 B2 JP3355546 B2 JP 3355546B2 JP 21749098 A JP21749098 A JP 21749098A JP 21749098 A JP21749098 A JP 21749098A JP 3355546 B2 JP3355546 B2 JP 3355546B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ溶接機に関
し、特に溶接箇所からの光を検出してその強度に基づい
て溶接の欠陥検出を行うためのレーザ溶接欠陥検出装置
及び欠陥検出方法に関する。
し、特に溶接箇所からの光を検出してその強度に基づい
て溶接の欠陥検出を行うためのレーザ溶接欠陥検出装置
及び欠陥検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ溶接は、レーザ発振器から出力さ
れたパルス状あるいは連続レーザ光を対象ワークに照射
して溶接を行うものである。レーザ溶接における溶接欠
陥検査は、検査員がオフラインにて目視や検査機器の使
用により行うことが多い。この場合、自動車製造のよう
な大量生産ラインでは多量箇所の検査が必要となり、検
査員の負担は大きい。また、生産ラインの生産性の観点
から検査時間は短い必要があり、溶接と並行して欠陥検
査を行うことが最も望ましい。
れたパルス状あるいは連続レーザ光を対象ワークに照射
して溶接を行うものである。レーザ溶接における溶接欠
陥検査は、検査員がオフラインにて目視や検査機器の使
用により行うことが多い。この場合、自動車製造のよう
な大量生産ラインでは多量箇所の検査が必要となり、検
査員の負担は大きい。また、生産ラインの生産性の観点
から検査時間は短い必要があり、溶接と並行して欠陥検
査を行うことが最も望ましい。
【０００３】レーザ溶接における溶接状態のオンライン
計測技術として、本発明者により以下の手法が提案され
ている。
計測技術として、本発明者により以下の手法が提案され
ている。
【０００４】図５を参照して、この手法について説明す
る。図５において、ＹＡＧレーザ発振器１１で発生され
たパルス状のレーザ光を伝送ファイバでレーザトーチ１
２へ導き、レーザトーチ１２内のＹＡＧレーザ反射ミラ
ー１３や図示しない光学レンズを通してワーク１４に照
射して溶接を行う。
る。図５において、ＹＡＧレーザ発振器１１で発生され
たパルス状のレーザ光を伝送ファイバでレーザトーチ１
２へ導き、レーザトーチ１２内のＹＡＧレーザ反射ミラ
ー１３や図示しない光学レンズを通してワーク１４に照
射して溶接を行う。
【０００５】レーザトーチ１２の筺体内には、ワーク１
４に照射されるレーザ光（以下、照射レーザ光と呼ぶ）
の光軸と同軸になるようにして溶接部から発する光（以
下、これを溶接光と呼ぶ）を集光する集光レンズ１５が
設けられている。溶接光には、溶接の過程で発生される
プラズマ光や、照射レーザ光の反射光や、周囲の光が含
まれる。ＹＡＧレーザ反射ミラー１３においては、照射
レーザ光の反射光はほとんど反射されるが、ごく一部は
透過し、プラズマ光はそのまま透過する。
４に照射されるレーザ光（以下、照射レーザ光と呼ぶ）
の光軸と同軸になるようにして溶接部から発する光（以
下、これを溶接光と呼ぶ）を集光する集光レンズ１５が
設けられている。溶接光には、溶接の過程で発生される
プラズマ光や、照射レーザ光の反射光や、周囲の光が含
まれる。ＹＡＧレーザ反射ミラー１３においては、照射
レーザ光の反射光はほとんど反射されるが、ごく一部は
透過し、プラズマ光はそのまま透過する。
【０００６】集光レンズ１５の後には、溶接光のうち照
射レーザ光の反射光のみを反射し、残りの光は透過する
ＹＡＧ光反射ミラー１６を設けている。ＹＡＧ光反射ミ
ラー１６の透過部側には、ＹＡＧ光反射ミラー１６の透
過光から溶接の過程で発生されるプラズマ光のみを抽出
するためのＹＡＧ光カットフィルタ１７を設けている。
一方、ＹＡＧ光反射ミラー１６の反射部側には、ＹＡＧ
光反射ミラー１６の反射光から照射レーザ光の反射光の
みを抽出するためのＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を設
けている。
射レーザ光の反射光のみを反射し、残りの光は透過する
ＹＡＧ光反射ミラー１６を設けている。ＹＡＧ光反射ミ
ラー１６の透過部側には、ＹＡＧ光反射ミラー１６の透
過光から溶接の過程で発生されるプラズマ光のみを抽出
するためのＹＡＧ光カットフィルタ１７を設けている。
一方、ＹＡＧ光反射ミラー１６の反射部側には、ＹＡＧ
光反射ミラー１６の反射光から照射レーザ光の反射光の
みを抽出するためのＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を設
けている。
【０００７】なお、前述したように、レーザトーチ１２
内には、ＹＡＧレーザ発振器１１からのレーザ光を反射
させてワーク１４に向けて照射するＹＡＧレーザ反射ミ
ラー１３が設けられている。このため、照射レーザ光の
反射光はＹＡＧレーザ反射ミラー１３で反射され、その
一部が漏れ反射光として集光レンズ１５で集光されるこ
とになる。言い換えれば、溶接光に含まれる照射レーザ
光の反射光は、その一部のみが集光レンズ１５に到達す
る。
内には、ＹＡＧレーザ発振器１１からのレーザ光を反射
させてワーク１４に向けて照射するＹＡＧレーザ反射ミ
ラー１３が設けられている。このため、照射レーザ光の
反射光はＹＡＧレーザ反射ミラー１３で反射され、その
一部が漏れ反射光として集光レンズ１５で集光されるこ
とになる。言い換えれば、溶接光に含まれる照射レーザ
光の反射光は、その一部のみが集光レンズ１５に到達す
る。
【０００８】以上のような構成により、ワーク１４の溶
接部から発する溶接光を照射レーザ光と同軸に設置した
集光レンズ１５で集光し、ＹＡＧ光反射ミラー１６でＹ
ＡＧ光のみを反射することでプラズマ光と反射光とに分
離する。分離後、プラズマ光はＹＡＧ光カットフィルタ
１７を通してプラズマ光以外の波長域の光がカットされ
る。ＹＡＧ光カットフィルタ１７を出た光は、フォトダ
イオード２０とアンプ２１で光強度に応じた電圧信号に
変換されて溶接状態判定処理装置２３に出力される。一
方、ＹＡＧ光反射ミラー１６からの反射光は、ＹＡＧ光
透過帯域フィルタ１８を通してＹＡＧ光以外の波長域の
光がカットされる。ＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を出
た光は、フォトダイオード２４とアンプ２５で光強度に
応じた電圧信号に変換されて溶接状態判定処理装置２３
に出力される。
接部から発する溶接光を照射レーザ光と同軸に設置した
集光レンズ１５で集光し、ＹＡＧ光反射ミラー１６でＹ
ＡＧ光のみを反射することでプラズマ光と反射光とに分
離する。分離後、プラズマ光はＹＡＧ光カットフィルタ
１７を通してプラズマ光以外の波長域の光がカットされ
る。ＹＡＧ光カットフィルタ１７を出た光は、フォトダ
イオード２０とアンプ２１で光強度に応じた電圧信号に
変換されて溶接状態判定処理装置２３に出力される。一
方、ＹＡＧ光反射ミラー１６からの反射光は、ＹＡＧ光
透過帯域フィルタ１８を通してＹＡＧ光以外の波長域の
光がカットされる。ＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を出
た光は、フォトダイオード２４とアンプ２５で光強度に
応じた電圧信号に変換されて溶接状態判定処理装置２３
に出力される。
【０００９】溶接状態判定処理装置２３は、アンプ２
１、２５からの電圧信号に基づいて欠陥検出などの判定
処理を行い、その結果を必要に応じて表示装置２６や記
憶装置２７で表示、記録する。なお、欠陥検出のための
処理アルゴリズムは、例えば本願出願人によりすでに出
願済みの「レーザ溶接欠陥検出装置（特願平９−２１３
２２３号（特開平１１−５６８０４６号公報））」に開
示されている。
１、２５からの電圧信号に基づいて欠陥検出などの判定
処理を行い、その結果を必要に応じて表示装置２６や記
憶装置２７で表示、記録する。なお、欠陥検出のための
処理アルゴリズムは、例えば本願出願人によりすでに出
願済みの「レーザ溶接欠陥検出装置（特願平９−２１３
２２３号（特開平１１−５６８０４６号公報））」に開
示されている。
【００１０】簡単に説明すると、欠陥検出のための処理
アルゴリズムは、ディジタル電圧信号からあらかじめ定
められた高周波成分を除去するためのローパスフィルタ
と、このローパスフィルタの出力を微分して微分信号を
出力するための微分処理部と、前記ディジタル電圧信号
の値が第１のしきい値Ｌ１を越えているかどうかで第１
の欠陥を検出し、前記ディジタル電圧信号の値が第１の
しきい値Ｌ１よりも低い第２のしきい値Ｌ２よりも低い
かどうかで第２の欠陥を検出するための第１の処理手段
と、前記微分信号の値が変化量０の場合を基準としてこ
の値を間にした第３のしきい値Ｌ３と第４のしきい値Ｌ
４（但し、Ｌ３＞Ｌ４）の範囲を越えているかどうかを
検出する第２の処理手段と、該第２の処理手段の検出結
果と前記第１の処理手段の検出結果とを受けて前記第２
の処理手段のみから出力がある時にこれを第３の欠陥と
して検出する欠陥種類判別処理部とで実現される。
アルゴリズムは、ディジタル電圧信号からあらかじめ定
められた高周波成分を除去するためのローパスフィルタ
と、このローパスフィルタの出力を微分して微分信号を
出力するための微分処理部と、前記ディジタル電圧信号
の値が第１のしきい値Ｌ１を越えているかどうかで第１
の欠陥を検出し、前記ディジタル電圧信号の値が第１の
しきい値Ｌ１よりも低い第２のしきい値Ｌ２よりも低い
かどうかで第２の欠陥を検出するための第１の処理手段
と、前記微分信号の値が変化量０の場合を基準としてこ
の値を間にした第３のしきい値Ｌ３と第４のしきい値Ｌ
４（但し、Ｌ３＞Ｌ４）の範囲を越えているかどうかを
検出する第２の処理手段と、該第２の処理手段の検出結
果と前記第１の処理手段の検出結果とを受けて前記第２
の処理手段のみから出力がある時にこれを第３の欠陥と
して検出する欠陥種類判別処理部とで実現される。
【００１１】このような構成で、欠陥検出のための処理
アルゴリズムを、アンプ２１、２５からの２つの電圧信
号について実行することにより、欠陥検出を行うことが
できる。
アルゴリズムを、アンプ２１、２５からの２つの電圧信
号について実行することにより、欠陥検出を行うことが
できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】この手法は、集光レン
ズ１５によって２次元的に集光した照射レーザ光の反射
光やプラズマ光をそれぞれ、１つのフォトダイオード２
０、２４で検出するため、フォトダイオード２０、２４
の受光面に受光した光強度の総量を計測値としているこ
とになる。一方、照射レーザ光の反射光やプラズマ光の
強度の２次元分布は溶接状態によって変化する場合があ
る。
ズ１５によって２次元的に集光した照射レーザ光の反射
光やプラズマ光をそれぞれ、１つのフォトダイオード２
０、２４で検出するため、フォトダイオード２０、２４
の受光面に受光した光強度の総量を計測値としているこ
とになる。一方、照射レーザ光の反射光やプラズマ光の
強度の２次元分布は溶接状態によって変化する場合があ
る。
【００１３】図６は、フォトダイオードにおける照射レ
ーザ光の反射光の分布の変化を模式的（簡略的に一次元
で描いた）に示したものであり、図６（ａ）は溶接部の
溶融が良い場合、図６（ｂ）は溶接部の溶融が悪い場合
の例である。図６において、照射レーザ光の反射光強度
の総量が図６（ａ）、図６（ｂ）共に等しいとき（すな
わち、図中の斜線部の面積が等しいとき）、前述の手法
では溶融状態の変化を検知できないことになる。
ーザ光の反射光の分布の変化を模式的（簡略的に一次元
で描いた）に示したものであり、図６（ａ）は溶接部の
溶融が良い場合、図６（ｂ）は溶接部の溶融が悪い場合
の例である。図６において、照射レーザ光の反射光強度
の総量が図６（ａ）、図６（ｂ）共に等しいとき（すな
わち、図中の斜線部の面積が等しいとき）、前述の手法
では溶融状態の変化を検知できないことになる。
【００１４】そこで、本発明の課題は、フォトダイオー
ドの個数の影響を受けることなく、安定した欠陥検出を
行うことのできるレーザ溶接欠陥検出装置を提供するこ
とにある。
ドの個数の影響を受けることなく、安定した欠陥検出を
行うことのできるレーザ溶接欠陥検出装置を提供するこ
とにある。
【００１５】本発明はまた、安定した欠陥検出を行うこ
とのできるレーザ溶接欠陥検出方法を提供することにあ
る。
とのできるレーザ溶接欠陥検出方法を提供することにあ
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ溶接
欠陥検出装置は、レーザ光をレーザトーチでワークに照
射して溶接を行うレーザ溶接機において、前記レーザト
ーチの筺体内に、前記ワークに照射される前記レーザ光
の光軸と同軸になるようにして溶接部から発する溶接光
を集光する集光レンズを設け、集光された溶接光を、ピ
ンホールを施した反射ミラーで２方向に分離し、分離さ
れた２つの溶接光の強度に基づいて溶接箇所の欠陥検出
を行うようにしたことを特徴とする。
欠陥検出装置は、レーザ光をレーザトーチでワークに照
射して溶接を行うレーザ溶接機において、前記レーザト
ーチの筺体内に、前記ワークに照射される前記レーザ光
の光軸と同軸になるようにして溶接部から発する溶接光
を集光する集光レンズを設け、集光された溶接光を、ピ
ンホールを施した反射ミラーで２方向に分離し、分離さ
れた２つの溶接光の強度に基づいて溶接箇所の欠陥検出
を行うようにしたことを特徴とする。
【００１７】なお、前記レーザ光がＹＡＧレーザ光であ
る場合には、前記反射ミラーは前記ＹＡＧレーザ光を反
射することのできるミラーとし、前記分離された２つの
溶接光をそれぞれ、ＹＡＧレーザ光のみを透過させるフ
ィルタを通して光電変換素子に入射させ、これら２つの
光電変換素子からの２つの電気信号のレベルに基づいて
溶接箇所の欠陥検出を行う。
る場合には、前記反射ミラーは前記ＹＡＧレーザ光を反
射することのできるミラーとし、前記分離された２つの
溶接光をそれぞれ、ＹＡＧレーザ光のみを透過させるフ
ィルタを通して光電変換素子に入射させ、これら２つの
光電変換素子からの２つの電気信号のレベルに基づいて
溶接箇所の欠陥検出を行う。
【００１８】更に、前記２つの電気信号のレベルに基づ
いて溶接箇所の欠陥検出を行う判定処理装置を備え、該
判定処理装置は、前記２つの電気信号のレベルの和演
算、商演算の結果の少なくとも一方に基づいて溶接箇所
の欠陥検出を行うレーザ溶接欠陥検出装置が提供され
る。
いて溶接箇所の欠陥検出を行う判定処理装置を備え、該
判定処理装置は、前記２つの電気信号のレベルの和演
算、商演算の結果の少なくとも一方に基づいて溶接箇所
の欠陥検出を行うレーザ溶接欠陥検出装置が提供され
る。
【００１９】なお、前記判定処理装置は、前記和演算の
結果があらかじめ定められた第１の範囲外にあること、
前記商演算の結果があらかじめ定められた第２の範囲外
にあることの少なくとも一方を検出した時に欠陥有りの
判定を行う。
結果があらかじめ定められた第１の範囲外にあること、
前記商演算の結果があらかじめ定められた第２の範囲外
にあることの少なくとも一方を検出した時に欠陥有りの
判定を行う。
【００２０】本発明によるレーザ溶接欠陥検出方法は、
溶接部から発する溶接光を集光し、集光した溶接光を、
ピンホールを施した反射ミラーで２方向に分離し、分離
した２つの溶接光の強度に基づいて溶接箇所の欠陥検出
を行うことを特徴とする。
溶接部から発する溶接光を集光し、集光した溶接光を、
ピンホールを施した反射ミラーで２方向に分離し、分離
した２つの溶接光の強度に基づいて溶接箇所の欠陥検出
を行うことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１〜図４を参照して、本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
図５と同じ部分には同一番号を付している。本形態で
は、図５に示されたＹＡＧ光反射ミラー１６に代えて、
ピンホール１−１を施したＹＡＧ光反射ミラー１を配置
し、ＹＡＧ光カットフィルタ１７に代えて、ＹＡＧ光透
過帯域フィルタ２を配置している。
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
図５と同じ部分には同一番号を付している。本形態で
は、図５に示されたＹＡＧ光反射ミラー１６に代えて、
ピンホール１−１を施したＹＡＧ光反射ミラー１を配置
し、ＹＡＧ光カットフィルタ１７に代えて、ＹＡＧ光透
過帯域フィルタ２を配置している。
【００２２】ＹＡＧレーザ発振器１１からＹＡＧレーザ
光をレーザトーチ１２へ導き、レーザトーチ１２内のＹ
ＡＧレーザ反射ミラー１３や図示しない光学レンズを通
してワーク１４に照射して溶接を行う。ワーク１４の溶
接部から発する溶接光を、ＹＡＧレーザ反射ミラー１３
からの照射レーザ光と同軸に設置した集光レンズ１５で
集光する。集光した溶接光を、ＹＡＧ光反射ミラー１に
よってピンホール１−１を通り抜ける溶接光と、それ以
外の光とに分離する。分離した光はそれぞれ、ＹＡＧ光
透過帯域フィルタ２、１８を透過し、照射レーザ光の反
射光だけがフォトダイオード３、２４で光電変換され
る。変換した電圧信号をそれぞれ、アンプ４、２５で増
幅し、溶接状態判定処理装置５に入力する。
光をレーザトーチ１２へ導き、レーザトーチ１２内のＹ
ＡＧレーザ反射ミラー１３や図示しない光学レンズを通
してワーク１４に照射して溶接を行う。ワーク１４の溶
接部から発する溶接光を、ＹＡＧレーザ反射ミラー１３
からの照射レーザ光と同軸に設置した集光レンズ１５で
集光する。集光した溶接光を、ＹＡＧ光反射ミラー１に
よってピンホール１−１を通り抜ける溶接光と、それ以
外の光とに分離する。分離した光はそれぞれ、ＹＡＧ光
透過帯域フィルタ２、１８を透過し、照射レーザ光の反
射光だけがフォトダイオード３、２４で光電変換され
る。変換した電圧信号をそれぞれ、アンプ４、２５で増
幅し、溶接状態判定処理装置５に入力する。
【００２３】溶接状態判定処理装置５は、欠陥検出など
の処理を行い、その結果を必要に応じて表示装置２６や
記憶装置２７で表示、記録する。
の処理を行い、その結果を必要に応じて表示装置２６や
記憶装置２７で表示、記録する。
【００２４】図２はピンホール１−１を施したＹＡＧ光
反射ミラー１で分離した光から抽出された照射レーザ光
の反射光の強度分布を模式的に示したものである。この
ように、ピンホール１−１とＹＡＧ光反射ミラー１とに
よって、照射レーザ光の反射光を、中心部分とそれ以外
の部分とに分離して計測を行うことができる。
反射ミラー１で分離した光から抽出された照射レーザ光
の反射光の強度分布を模式的に示したものである。この
ように、ピンホール１−１とＹＡＧ光反射ミラー１とに
よって、照射レーザ光の反射光を、中心部分とそれ以外
の部分とに分離して計測を行うことができる。
【００２５】図３を参照して、溶接状態判定処理装置５
の構成について説明する。フォトダイオード３、２４で
光電変換された電圧信号をＡ／Ｄコンバータ５−１でデ
ジタル変換し、ＣＰＵ５−２、高速信号処理プロセッサ
５−３にて予め定められた処理アルゴリズムに従って欠
陥検出などの溶接状態の判定を行う。便宜上、Ａ／Ｄコ
ンバータ５−１には、フォトダイオード３で光電変換さ
れた複数の電圧信号と、フォトダイオード２４で光電変
換された複数の電圧信号とが入力されているが、デジタ
ル変換は別々に行われることは言うまでも無い。このよ
うな装置の構成自体は信号処理装置として一般的であ
り、パソコンを利用して容易に実現できる。
の構成について説明する。フォトダイオード３、２４で
光電変換された電圧信号をＡ／Ｄコンバータ５−１でデ
ジタル変換し、ＣＰＵ５−２、高速信号処理プロセッサ
５−３にて予め定められた処理アルゴリズムに従って欠
陥検出などの溶接状態の判定を行う。便宜上、Ａ／Ｄコ
ンバータ５−１には、フォトダイオード３で光電変換さ
れた複数の電圧信号と、フォトダイオード２４で光電変
換された複数の電圧信号とが入力されているが、デジタ
ル変換は別々に行われることは言うまでも無い。このよ
うな装置の構成自体は信号処理装置として一般的であ
り、パソコンを利用して容易に実現できる。
【００２６】図４を参照して、溶接状態判定処理装置５
における欠陥検出のアルゴリズムについて説明する。こ
こでは、フォトダイオード３、２４からの電圧信号を計
測信号Ａ、計測信号Ｂとする。欠陥の判定方法は２種類
あり、１つは計測信号Ａ、ＢのレベルＬA 、ＬB の総量
（和演算）を評価する方法、もう１つは計測信号Ａ、Ｂ
のレベルＬA 、ＬB の相対比（商演算）を評価する方法
である。以下に欠陥検出処理手順を示す。
における欠陥検出のアルゴリズムについて説明する。こ
こでは、フォトダイオード３、２４からの電圧信号を計
測信号Ａ、計測信号Ｂとする。欠陥の判定方法は２種類
あり、１つは計測信号Ａ、ＢのレベルＬA 、ＬB の総量
（和演算）を評価する方法、もう１つは計測信号Ａ、Ｂ
のレベルＬA 、ＬB の相対比（商演算）を評価する方法
である。以下に欠陥検出処理手順を示す。
【００２７】（１）総量による方法 計測信号Ａ、ＢをそれぞれＡ／Ｄ変換した後、ディジ
タルローパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。
タルローパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。
【００２８】ディジタルローパスフィルタ処理後の計
測信号Ａ、ＢのレベルＬA 、ＬB を和演算して演算結果
Ｖｓを求める（Ｖｓ＝ＬA ＋ＬB ）。
測信号Ａ、ＢのレベルＬA 、ＬB を和演算して演算結果
Ｖｓを求める（Ｖｓ＝ＬA ＋ＬB ）。
【００２９】予め設定したしきい値Ｔ１、Ｔ２（ただ
し、Ｔ１＞Ｔ２）と演算結果Ｖｓとを比較し、しきい値
Ｔ１、Ｔ２で規定される第１の範囲外ならば欠陥有りと
判定する。
し、Ｔ１＞Ｔ２）と演算結果Ｖｓとを比較し、しきい値
Ｔ１、Ｔ２で規定される第１の範囲外ならば欠陥有りと
判定する。
【００３０】（２）相対比による方法 計測信号Ａ、ＢをそれぞれＡ／Ｄ変換した後、ディジ
タルローパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。
タルローパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。
【００３１】フィルタ処理後の計測信号Ａ、Ｂのレベ
ルＬA 、ＬB を商演算して演算結果Ｖｒを求める（Ｖｒ
＝ＬB ／ＬA ）。
ルＬA 、ＬB を商演算して演算結果Ｖｒを求める（Ｖｒ
＝ＬB ／ＬA ）。
【００３２】予め設定したしきい値Ｔ３、Ｔ４（ただ
し、Ｔ３＞Ｔ４）と演算結果Ｖｒとを比較し、しきい値
Ｔ３、Ｔ４で規定される第２の範囲外ならば欠陥有りと
判定する。
し、Ｔ３＞Ｔ４）と演算結果Ｖｒとを比較し、しきい値
Ｔ３、Ｔ４で規定される第２の範囲外ならば欠陥有りと
判定する。
【００３３】以上のように、溶接状態判定処理装置５
は、総量による判定と相対比による判定とを行い、少な
くとも一方の判定において欠陥有りと判定すると、その
溶接箇所の位置データと共に欠陥があったことを示すデ
ータを表示装置２６や記憶装置２７に出力する。位置デ
ータは、レーザトーチ１２の位置決め制御に使用される
位置データから得ることができる。
は、総量による判定と相対比による判定とを行い、少な
くとも一方の判定において欠陥有りと判定すると、その
溶接箇所の位置データと共に欠陥があったことを示すデ
ータを表示装置２６や記憶装置２７に出力する。位置デ
ータは、レーザトーチ１２の位置決め制御に使用される
位置データから得ることができる。
【００３４】なお、上記の説明では、レーザ発振器とし
てＹＡＧレーザ発振器を用いているが、これに限らず、
他の例えばＣＯ2 レーザ発振器、エキシマレーザ発振器
を用いたレーザ溶接機にも適用できる。この場合、照射
レーザ光の反射光の検出が可能なように、光学系の構成
やフォトダイオード、すなわち光電変換素子の選定を行
う。
てＹＡＧレーザ発振器を用いているが、これに限らず、
他の例えばＣＯ2 レーザ発振器、エキシマレーザ発振器
を用いたレーザ溶接機にも適用できる。この場合、照射
レーザ光の反射光の検出が可能なように、光学系の構成
やフォトダイオード、すなわち光電変換素子の選定を行
う。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。
る。
【００３６】１．光電変換素子の数にかかわらずに欠陥
検出を確実に行うことができる。
検出を確実に行うことができる。
【００３７】２．レーザトーチ上部から照射レーザ光と
同軸で溶接光の計測ができるため、ワークの形状が複雑
でも欠陥検出を行うことができる。
同軸で溶接光の計測ができるため、ワークの形状が複雑
でも欠陥検出を行うことができる。
【００３８】３．上記の１、２より平面加工のみならず
３次元加工にも適用可能である。
３次元加工にも適用可能である。
【００３９】４．検査員の省人・省力化を実現でき、オ
ンライン計測による検査時間短縮化を図れるので、欠陥
検出自動化による生産ライン自動化（無人化）へ大きく
寄与する。
ンライン計測による検査時間短縮化を図れるので、欠陥
検出自動化による生産ライン自動化（無人化）へ大きく
寄与する。
【図１】本発明の実施の形態による溶接欠陥検出装置の
構成を示した図である。
構成を示した図である。
【図２】図１に示されたＹＡＧ光反射ミラーとＹＡＧ光
透過帯域フィルタによる溶接光の分離を説明するための
図である。
透過帯域フィルタによる溶接光の分離を説明するための
図である。
【図３】図１に示された溶接状態判定処理装置の構成を
示したブロック図である。
示したブロック図である。
【図４】図１に示された溶接状態判定処理装置の欠陥検
出処理を説明するためのブロック図である。
出処理を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明者によりすでに提案されている溶接欠陥
検出装置の構成を示した図である。
検出装置の構成を示した図である。
【図６】図５に示された溶接欠陥検出装置における問題
点を説明するための図である。
点を説明するための図である。
１ ＹＡＧ光反射ミラー １−１ ピンホール ３、２０、２４ フォトダイオード ４、２１、２５ アンプ １１ ＹＡＧレーザ発振器 １２ レーザトーチ １３ ＹＡＧレーザ反射ミラー １４ ワーク １５ 集光レンズ １６ ＹＡＧ光反射ミラー １７ ＹＡＧ光カットフィルタ ２、１８ ＹＡＧ光透過帯域フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/42
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ光をレーザトーチでワークに照射
して溶接を行うレーザ溶接機において、 前記レーザトーチの筺体内に、前記ワークに照射される
前記レーザ光の光軸と同軸になるようにして溶接部から
発する溶接光を集光する集光レンズを設け、 集光された溶接光を、ピンホールを施した反射ミラーで
２方向に分離し、 分離された２つの溶接光の強度に基づいて溶接箇所の欠
陥検出を行うようにしたことを特徴とするレーザ溶接欠
陥検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ溶接欠陥検出装置
において、前記レーザ光はＹＡＧレーザ光であり、前記
反射ミラーは前記ＹＡＧレーザ光を反射することのでき
るミラーであり、前記分離された２つの溶接光をそれぞ
れ、ＹＡＧレーザ光のみを透過させるフィルタを通して
光電変換素子に入射させ、これら２つの光電変換素子か
らの２つの電気信号のレベルに基づいて溶接箇所の欠陥
検出を行うようにしたことを特徴とするレーザ溶接欠陥
検出装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のレーザ溶接欠陥検出装置
において、前記２つの電気信号のレベルに基づいて溶接
箇所の欠陥検出を行う判定処理装置を備え、該判定処理
装置は、前記２つの電気信号のレベルの和演算、商演算
の結果の少なくとも一方に基づいて溶接箇所の欠陥検出
を行うことを特徴とするレーザ溶接欠陥検出装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のレーザ溶接欠陥検出装置
において、前記判定処理装置は、前記和演算の結果があ
らかじめ定められた第１の範囲外にあること、前記商演
算の結果があらかじめ定められた第２の範囲外にあるこ
との少なくとも一方を検出した時に欠陥有りの判定を行
うことを特徴とするレーザ溶接欠陥検出装置。 - 【請求項５】 レーザ光をワークに照射して溶接を行う
レーザ溶接機において、溶接部から発する溶接光を集光
し、集光した溶接光を、ピンホールを施した反射ミラー
で２方向に分離し、分離した２つの溶接光の強度に基づ
いて溶接箇所の欠陥検出を行うことを特徴とするレーザ
溶接欠陥検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21749098A JP3355546B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | レーザ溶接欠陥検出装置及び欠陥検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21749098A JP3355546B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | レーザ溶接欠陥検出装置及び欠陥検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000042770A JP2000042770A (ja) | 2000-02-15 |
| JP3355546B2 true JP3355546B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16705064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21749098A Expired - Lifetime JP3355546B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | レーザ溶接欠陥検出装置及び欠陥検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355546B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4617324B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2011-01-26 | 東急車輛製造株式会社 | レーザ溶接部形成方法 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP21749098A patent/JP3355546B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000042770A (ja) | 2000-02-15 |
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