JP3443022B2 - レーザ溶接モニタリング方法及び装置並びにレーザ溶接装置 - Google Patents
レーザ溶接モニタリング方法及び装置並びにレーザ溶接装置Info
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- JP3443022B2 JP3443022B2 JP00029199A JP29199A JP3443022B2 JP 3443022 B2 JP3443022 B2 JP 3443022B2 JP 00029199 A JP00029199 A JP 00029199A JP 29199 A JP29199 A JP 29199A JP 3443022 B2 JP3443022 B2 JP 3443022B2
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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モニタリ
ング方法及び装置並びにレーザ溶接装置に関する。
ング方法及び装置並びにレーザ溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のレーザ溶接装置の構成を示
すブロック図である。同図に示すように、本レーザ溶接
装置は、図示しないレーザ発振装置（ＣＯ2 レーザ、Ｙ
ＡＧレーザ等）から出力されたレーザ光１を、ミラー
２，３，４によって伝送しワーク５，６の突合せ溶接部
３に照射して、この突合せ溶接部３を溶接するようにな
っている。
すブロック図である。同図に示すように、本レーザ溶接
装置は、図示しないレーザ発振装置（ＣＯ2 レーザ、Ｙ
ＡＧレーザ等）から出力されたレーザ光１を、ミラー
２，３，４によって伝送しワーク５，６の突合せ溶接部
３に照射して、この突合せ溶接部３を溶接するようにな
っている。
【０００３】また、レーザ溶接ヘッド１３に設けられて
いるミラー４は図示しない回動手段によって直交軸４
ａ，４ｂ回りにそれぞれ回動可能となっており、このミ
ラー４によってレーザ光１を突合せ溶接部３の溶接線に
沿う方向又はこの溶接線と直交する方向に移動させるよ
うになっている。
いるミラー４は図示しない回動手段によって直交軸４
ａ，４ｂ回りにそれぞれ回動可能となっており、このミ
ラー４によってレーザ光１を突合せ溶接部３の溶接線に
沿う方向又はこの溶接線と直交する方向に移動させるよ
うになっている。
【０００４】そして、このレーザ溶接装置には、レーザ
溶接モニタリング装置として、レーザ溶接ヘッド１３の
前方に備えた開先検出装置７と、シームトラッキング
（開先倣い）コントローラ１０とが設けられている。開
先検出装置７は半導体レーザ装置９とＣＣＤカメラ８と
からなっている。
溶接モニタリング装置として、レーザ溶接ヘッド１３の
前方に備えた開先検出装置７と、シームトラッキング
（開先倣い）コントローラ１０とが設けられている。開
先検出装置７は半導体レーザ装置９とＣＣＤカメラ８と
からなっている。
【０００５】この開先検出装置７では、半導体レーザ装
置９によって突合せ溶接部３にスリットレーザ光１１を
照射し、この照射部をＣＣＤカメラ８で撮像して画像信
号をシームトラッキングコントローラ１０に出力する。
シームトラッキングコントローラ１０では、ＣＣＤカメ
ラ８から入力した画像信号を画像処理して、突合せ溶接
部３の開先ギャップの中央（溶接線）と、開先ギャップ
量（突合せ溶接部３の隙間の幅）とを求め、これらをパ
ーソナルコンピュータ１２に出力する。
置９によって突合せ溶接部３にスリットレーザ光１１を
照射し、この照射部をＣＣＤカメラ８で撮像して画像信
号をシームトラッキングコントローラ１０に出力する。
シームトラッキングコントローラ１０では、ＣＣＤカメ
ラ８から入力した画像信号を画像処理して、突合せ溶接
部３の開先ギャップの中央（溶接線）と、開先ギャップ
量（突合せ溶接部３の隙間の幅）とを求め、これらをパ
ーソナルコンピュータ１２に出力する。
【０００６】パーソナルコンピュータ１２では、シーム
トラッキングコントローラ１０から入力した溶接線や開
先ギャップ量に基づいて、レーザ溶接ヘッド７のミラー
４の回動制御や、ワーク５，６が載置されている図示し
ないＸ−Ｙテーブルの移動制御や、レーザ発振装置から
出力されるレーザ光１の強度制御などを行うようになっ
ている。
トラッキングコントローラ１０から入力した溶接線や開
先ギャップ量に基づいて、レーザ溶接ヘッド７のミラー
４の回動制御や、ワーク５，６が載置されている図示し
ないＸ−Ｙテーブルの移動制御や、レーザ発振装置から
出力されるレーザ光１の強度制御などを行うようになっ
ている。
【０００７】従って、上記構成のレーザ溶接装置では、
レーザ溶接モニタリング装置である開先検出装置７とシ
ームトラッキングコントローラ１０とによって求めた突
合せ溶接部３の溶接線や開先ギャップ量に基づいて開先
倣いをすることができる。
レーザ溶接モニタリング装置である開先検出装置７とシ
ームトラッキングコントローラ１０とによって求めた突
合せ溶接部３の溶接線や開先ギャップ量に基づいて開先
倣いをすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザ溶接装置に備えたレーザ溶接モニタリング装
置では、次のような問題点がある。
来のレーザ溶接装置に備えたレーザ溶接モニタリング装
置では、次のような問題点がある。
【０００９】 レーザ溶接ヘッド１３に半導体レーザ
装置９とＣＣＤカメラ８とからなる開先検出装置７を搭
載する必要があり、レーザ溶接ヘッド１３が大型にな
る。 半導体レーザ装置９から照射されたレーザスリット
光１１の反射光をＣＣＤカメラ８で撮像して開先ギャッ
プ量等を計測するため、計測精度はワーク表面状況の影
響を受け易く、正確な計測ができない場合がある。 ＣＣＤカメラ８から出力された画像信号を画像処理
する必要から、このデータ処理に時間がかかり、開先ギ
ャップ量等の計測に時間がかかる。このため、溶接速度
が速い場合には対応できない場合がある。
装置９とＣＣＤカメラ８とからなる開先検出装置７を搭
載する必要があり、レーザ溶接ヘッド１３が大型にな
る。 半導体レーザ装置９から照射されたレーザスリット
光１１の反射光をＣＣＤカメラ８で撮像して開先ギャッ
プ量等を計測するため、計測精度はワーク表面状況の影
響を受け易く、正確な計測ができない場合がある。 ＣＣＤカメラ８から出力された画像信号を画像処理
する必要から、このデータ処理に時間がかかり、開先ギ
ャップ量等の計測に時間がかかる。このため、溶接速度
が速い場合には対応できない場合がある。
【００１０】従って本発明は上記従来技術に鑑み、レー
ザ溶接ヘッドを小型化することができ、ワーク表面状況
の影響を受けず、また、短時間で開先ギャップ量を計測
することができるレーザ溶接モニタリング方法及び装置
並びにレーザ溶接装置を提供することを課題とする。
ザ溶接ヘッドを小型化することができ、ワーク表面状況
の影響を受けず、また、短時間で開先ギャップ量を計測
することができるレーザ溶接モニタリング方法及び装置
並びにレーザ溶接装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は次のような非常
に新しい知見に基づいてなされたものである。即ち、レ
ーザ光をワークの突合せ溶接部に照射して溶融させたと
き、この突合せ溶接部からの発光の振動周波数（発光強
度の高い周波数）が開先ギャップ量に応じて変化する。
この理由としては、レーザ光を照射したとき、突合せ溶
接部の溶融金属がプラズマの反力で振動し、この影響に
よって突合せ溶接部からの発光が振動すると共に、前記
溶融金属の振動周波数は開先ギャップ量に応じて異なる
ため、突合せ溶接部からの発光の振動周波数（発光強度
の高い周波数）も開先ギャップ量に応じて異なると考え
られる。何れにしても、開先ギャップ量の変化が突合せ
溶接部からの発光の振動周波数の変化として表れるた
め、この発光を検出して周波数解析すれば開先ギャップ
量が得られる。
に新しい知見に基づいてなされたものである。即ち、レ
ーザ光をワークの突合せ溶接部に照射して溶融させたと
き、この突合せ溶接部からの発光の振動周波数（発光強
度の高い周波数）が開先ギャップ量に応じて変化する。
この理由としては、レーザ光を照射したとき、突合せ溶
接部の溶融金属がプラズマの反力で振動し、この影響に
よって突合せ溶接部からの発光が振動すると共に、前記
溶融金属の振動周波数は開先ギャップ量に応じて異なる
ため、突合せ溶接部からの発光の振動周波数（発光強度
の高い周波数）も開先ギャップ量に応じて異なると考え
られる。何れにしても、開先ギャップ量の変化が突合せ
溶接部からの発光の振動周波数の変化として表れるた
め、この発光を検出して周波数解析すれば開先ギャップ
量が得られる。
【００１２】かかる知見に基づいてなされた本発明のレ
ーザ溶接モニタリング方法及び装置並びにレーザ溶接装
置は上記課題を解決することができるものであり、具体
には次のように構成されている。
ーザ溶接モニタリング方法及び装置並びにレーザ溶接装
置は上記課題を解決することができるものであり、具体
には次のように構成されている。
【００１３】即ち、上記課題を解決する本発明のレーザ
溶接モニタリング方法は、突合せ溶接部にレーザ光を照
射して前記突合せ溶接部を溶接する際に、前記突合せ溶
接部からの発光を検出して周波数解析することにより、
発光強度の高い周波数を求め、この周波数から前記突合
せ溶接部の開先ギャップ量を求めることを特徴とする。
溶接モニタリング方法は、突合せ溶接部にレーザ光を照
射して前記突合せ溶接部を溶接する際に、前記突合せ溶
接部からの発光を検出して周波数解析することにより、
発光強度の高い周波数を求め、この周波数から前記突合
せ溶接部の開先ギャップ量を求めることを特徴とする。
【００１４】また、本発明のレーザ溶接モニタリング装
置は、突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記突合せ溶
接部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの発光を検
出する発光検出手段と、この発光検出手段の検出信号を
周波数解析することにより、発光強度の高い周波数を求
める周波数解析手段と、この周波数解析手段によって求
めた前記周波数から前記突合せ溶接部の開先ギャップ量
を求める開先ギャップ量設定手段とを有することを特徴
とする。
置は、突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記突合せ溶
接部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの発光を検
出する発光検出手段と、この発光検出手段の検出信号を
周波数解析することにより、発光強度の高い周波数を求
める周波数解析手段と、この周波数解析手段によって求
めた前記周波数から前記突合せ溶接部の開先ギャップ量
を求める開先ギャップ量設定手段とを有することを特徴
とする。
【００１５】また、本発明のレーザ溶接装置は、前記の
レーザ溶接モニタリング装置を備え、このレーザ溶接モ
ニタリング装置によって求めた開先ギャップ量に応じ
て、前記レーザ光の強度や移動速度等の溶接条件を制御
するよう構成したことを特徴とする。
レーザ溶接モニタリング装置を備え、このレーザ溶接モ
ニタリング装置によって求めた開先ギャップ量に応じ
て、前記レーザ光の強度や移動速度等の溶接条件を制御
するよう構成したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
に基づき詳細に説明する。
【００１７】＜構成＞図１は本発明の実施の形態に係る
レーザ溶接装置の構成を示すブロック図である。同図に
示すように、ワーク２１，２２の突合せ溶接部２３の上
方にレーザ溶接ヘッド２４が位置しており、レーザ溶接
装置本体２８に備えた図示しないレーザ発振装置（ＣＯ
2 レーザ、ＹＡＧレーザ等）から出力されたレーザ光３
３を、レーザ溶接ヘッド２４に備えたレンズ３２で集光
して突合せ溶接部２３に照射し、この突合せ溶接部２３
を溶接するようになっている。
レーザ溶接装置の構成を示すブロック図である。同図に
示すように、ワーク２１，２２の突合せ溶接部２３の上
方にレーザ溶接ヘッド２４が位置しており、レーザ溶接
装置本体２８に備えた図示しないレーザ発振装置（ＣＯ
2 レーザ、ＹＡＧレーザ等）から出力されたレーザ光３
３を、レーザ溶接ヘッド２４に備えたレンズ３２で集光
して突合せ溶接部２３に照射し、この突合せ溶接部２３
を溶接するようになっている。
【００１８】突合せ溶接部２３はワーク２１と２２とを
突き合わせて、できるだけ隙間（ギャップ）がないよう
にしているが、特に、ワーク２１，２２が大型構造物で
ある場合などには、突合せ溶接部全長に亘ってワーク２
１と２２とを隙間なく接触させることはできず、図２に
示すように、突合せ溶接部２３の一部には開先ギャップ
２３ａが生じる。また、この開先ギャップ量Ｇは突合せ
溶接部２３の各位置よって異なる。
突き合わせて、できるだけ隙間（ギャップ）がないよう
にしているが、特に、ワーク２１，２２が大型構造物で
ある場合などには、突合せ溶接部全長に亘ってワーク２
１と２２とを隙間なく接触させることはできず、図２に
示すように、突合せ溶接部２３の一部には開先ギャップ
２３ａが生じる。また、この開先ギャップ量Ｇは突合せ
溶接部２３の各位置よって異なる。
【００１９】また、図１に示すように、レーザ溶接ヘッ
ド３２にはフィラワイヤホルダ３１が取り付けられてお
り、このフィラワイヤホルダ３１を介して、フィラワイ
ヤ送給装置２９からフィラワイヤ３０がレーザ光３３の
照射位置に所定の送給速度で供給されるようになってい
る。
ド３２にはフィラワイヤホルダ３１が取り付けられてお
り、このフィラワイヤホルダ３１を介して、フィラワイ
ヤ送給装置２９からフィラワイヤ３０がレーザ光３３の
照射位置に所定の送給速度で供給されるようになってい
る。
【００２０】そして、本レーザ溶接装置では、レーザ溶
接モニタリング装置として、発光検出手段であるフォト
ダイオード２５と、周波数解析手段である周波数解析装
置２６と、開先ギャップ量設定手段であるパーソナルコ
ンピュータ２７とが設けられている。
接モニタリング装置として、発光検出手段であるフォト
ダイオード２５と、周波数解析手段である周波数解析装
置２６と、開先ギャップ量設定手段であるパーソナルコ
ンピュータ２７とが設けられている。
【００２１】フォトダイオード２５は、ワーク２１，２
２の突合せ溶接部２３へレーザ光３３を照射して突合せ
溶接部２３を溶接する際に、突合せ溶接部２３からの発
光を検出することができるように所定の角度でレーザ溶
接ヘッド３２に取り付けられている。また、このフォト
ダイオード２５の検出信号は、周波数解析装置２６に出
力される。
２の突合せ溶接部２３へレーザ光３３を照射して突合せ
溶接部２３を溶接する際に、突合せ溶接部２３からの発
光を検出することができるように所定の角度でレーザ溶
接ヘッド３２に取り付けられている。また、このフォト
ダイオード２５の検出信号は、周波数解析装置２６に出
力される。
【００２２】周波数解析装置２６では、フォトダイオー
ド２５の検出信号を周波数解析することにより、発光強
度の高い周波数を求め、この周波数をパーソナルコンピ
ュータ２７に出力する。
ド２５の検出信号を周波数解析することにより、発光強
度の高い周波数を求め、この周波数をパーソナルコンピ
ュータ２７に出力する。
【００２３】パーソナルコンピュータ２７では、予め記
憶された開先ギャップ量と発光強度の高い周波数との関
係を表すデータと、周波数解析装置２６で求められた発
光強度の高い周波数とから、突合せ溶接部２３の開先ギ
ャップ量、即ち突合せ溶接部２３の当該被検出位置（レ
ーザ光照射位置）における開先ギャップ量を設定する。
このパーソナルコンピュータ２７で設定された開先ギャ
ップ量は、レーザ溶接装置本体２８に出力される。
憶された開先ギャップ量と発光強度の高い周波数との関
係を表すデータと、周波数解析装置２６で求められた発
光強度の高い周波数とから、突合せ溶接部２３の開先ギ
ャップ量、即ち突合せ溶接部２３の当該被検出位置（レ
ーザ光照射位置）における開先ギャップ量を設定する。
このパーソナルコンピュータ２７で設定された開先ギャ
ップ量は、レーザ溶接装置本体２８に出力される。
【００２４】レーザ溶接装置本体２８には図示しないレ
ーザ発振装置や制御装置などが備えられている。このレ
ーザ溶接装置本体２８では、パーソナルコンピュータ２
７から入力した開先ギャップ量に応じて、レーザ光３３
の強度や移動速度ｖ等の溶接条件を制御する。
ーザ発振装置や制御装置などが備えられている。このレ
ーザ溶接装置本体２８では、パーソナルコンピュータ２
７から入力した開先ギャップ量に応じて、レーザ光３３
の強度や移動速度ｖ等の溶接条件を制御する。
【００２５】即ち、開先ギャップ量が小さいところでは
レーザ光３３の強度を比較的小さくする一方、開先ギャ
ップ量が大きいところではレーザ光３３の強度を大きく
して突合せ溶接部２３の当該レーザ光照射位置を確実に
溶融させるように、開先ギャップ量に応じてレーザ発振
装置を制御する。また、開先ギャップ量が小さいところ
ではレーザ光３３の移動速度ｖを比較的速くする一方、
開先ギャップ量が大きいところではレーザ光３３の移動
速度ｖを遅くして突合せ溶接部２３の当該レーザ光照射
位置を確実に溶融させるように、開先ギャップ量に応じ
てレーザ溶接ヘッド２４の図示しない駆動装置を制御す
る。
レーザ光３３の強度を比較的小さくする一方、開先ギャ
ップ量が大きいところではレーザ光３３の強度を大きく
して突合せ溶接部２３の当該レーザ光照射位置を確実に
溶融させるように、開先ギャップ量に応じてレーザ発振
装置を制御する。また、開先ギャップ量が小さいところ
ではレーザ光３３の移動速度ｖを比較的速くする一方、
開先ギャップ量が大きいところではレーザ光３３の移動
速度ｖを遅くして突合せ溶接部２３の当該レーザ光照射
位置を確実に溶融させるように、開先ギャップ量に応じ
てレーザ溶接ヘッド２４の図示しない駆動装置を制御す
る。
【００２６】更には、本レーザ溶接装置ではフィラワイ
ヤ３０を供給して突合せ溶接を行うよになっているた
め、開先ギャップ量が小さいところではフィラワイヤ３
０の送給速度を比較的遅くする一方、開先ギャップ量が
大きいところではフィラワイヤ３０の送給速度を速くし
てより多くのフィラワイヤ３０を供給することにより、
この大きく開いている当該レーザ光照射位置の開先ギャ
ップを塞ぐように、開先ギャップ量に応じてフィラワイ
ヤ送給装置２９を制御する。
ヤ３０を供給して突合せ溶接を行うよになっているた
め、開先ギャップ量が小さいところではフィラワイヤ３
０の送給速度を比較的遅くする一方、開先ギャップ量が
大きいところではフィラワイヤ３０の送給速度を速くし
てより多くのフィラワイヤ３０を供給することにより、
この大きく開いている当該レーザ光照射位置の開先ギャ
ップを塞ぐように、開先ギャップ量に応じてフィラワイ
ヤ送給装置２９を制御する。
【００２７】＜作用・効果＞従って、上記構成のレーザ
溶接装置では、ワーク２１，２２の突合せ溶接部２３に
レーザ光２４を照射すると、このときの突合せ溶接部２
３からの発光をフォトダイオード２５によって検出す
る。
溶接装置では、ワーク２１，２２の突合せ溶接部２３に
レーザ光２４を照射すると、このときの突合せ溶接部２
３からの発光をフォトダイオード２５によって検出す
る。
【００２８】具体的には、フォトダイオード２５では、
その角度に応じて、ワーク表面のプラズマ（プラズマプ
ルーム）の発光量、または、このワーク表面のプラズマ
と開先ギャップ内部（キーホール内部）のプラズマの発
光量の和を検出する。何れにしても、突合せ溶接部２３
からの発光をフォトダイオード２５で検出することによ
って、開先ギャップ量の変化を突合せ溶接部２３からの
発光の振動周波数の変化としてとらえることができる。
その角度に応じて、ワーク表面のプラズマ（プラズマプ
ルーム）の発光量、または、このワーク表面のプラズマ
と開先ギャップ内部（キーホール内部）のプラズマの発
光量の和を検出する。何れにしても、突合せ溶接部２３
からの発光をフォトダイオード２５で検出することによ
って、開先ギャップ量の変化を突合せ溶接部２３からの
発光の振動周波数の変化としてとらえることができる。
【００２９】そして、このフォトダイオード２５の検出
信号を周波数解析装置２６で周波数解析して、発光強度
の高い周波数を求める。即ち、図３に例示するような周
波数解析結果が得られる。図３は突合せ溶接の開先ギャ
ップ量と発光周波数解析結果とを示す説明図である。
信号を周波数解析装置２６で周波数解析して、発光強度
の高い周波数を求める。即ち、図３に例示するような周
波数解析結果が得られる。図３は突合せ溶接の開先ギャ
ップ量と発光周波数解析結果とを示す説明図である。
【００３０】図３において、横軸は周波数、縦軸は発光
強度（相対的な値）、Ｇは開先ギャップ量である。図３
に示すように、それぞれの開先ギャップ量Ｇに応じて発
光強度の高い周波数が異なっている。即ち、開先ギャッ
プ量Ｇが０．４ｍｍの場合には発光強度の高い周波数は
５ｋＨZ であるが、開先ギャップ量Ｇが０．６ｍｍ、
０．８ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍと増加するにした
がって、発光強度の高い周波数は低下している（図中の
▽部）。このことを整理すると図４のようになる。図４
は突合せ溶接の開先ギャップ量と発光ピーク周波数の関
係を示す説明図である。
強度（相対的な値）、Ｇは開先ギャップ量である。図３
に示すように、それぞれの開先ギャップ量Ｇに応じて発
光強度の高い周波数が異なっている。即ち、開先ギャッ
プ量Ｇが０．４ｍｍの場合には発光強度の高い周波数は
５ｋＨZ であるが、開先ギャップ量Ｇが０．６ｍｍ、
０．８ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍと増加するにした
がって、発光強度の高い周波数は低下している（図中の
▽部）。このことを整理すると図４のようになる。図４
は突合せ溶接の開先ギャップ量と発光ピーク周波数の関
係を示す説明図である。
【００３１】図４において、横軸は開先ギャップ量、縦
軸は発光強度の高い周波数（発光ピーク周波数）であ
る。この図４からも、開先ギャップ量が０．０５ｍｍ以
上では、開先ギャップ量が０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、
０．３ｍｍ、０．４ｍｍと増加するにしたがって発光強
度の高い周波数が低下しているのがわかる。このこと
は、開先ギャップ量が大きくなるにしたがって溶融金属
の振動周波数が小さくなることと対応していると考えら
れる。
軸は発光強度の高い周波数（発光ピーク周波数）であ
る。この図４からも、開先ギャップ量が０．０５ｍｍ以
上では、開先ギャップ量が０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、
０．３ｍｍ、０．４ｍｍと増加するにしたがって発光強
度の高い周波数が低下しているのがわかる。このこと
は、開先ギャップ量が大きくなるにしたがって溶融金属
の振動周波数が小さくなることと対応していると考えら
れる。
【００３２】次に、周波数解析装置２６で求められた発
光強度の高い周波数はパーソナルコンピュータ２７へ出
力され、このパーソナルコンピュータ２７で前記周波数
に基づいて開先ギャップ量が設定される。
光強度の高い周波数はパーソナルコンピュータ２７へ出
力され、このパーソナルコンピュータ２７で前記周波数
に基づいて開先ギャップ量が設定される。
【００３３】そして、この開先ギャップ量に基づいて、
レーザ溶接装置本体２８ではレーザ光３３の強度や移動
速度ｖ及びフィラワイヤ３０の送給速度を制御し、突合
せ溶接部２３を確実に溶接する。
レーザ溶接装置本体２８ではレーザ光３３の強度や移動
速度ｖ及びフィラワイヤ３０の送給速度を制御し、突合
せ溶接部２３を確実に溶接する。
【００３４】以上のように、本実施の形態によれば、突
合せ溶接部２３にレーザ光３３を照射して突合せ溶接部
２３を溶接する際に、突合せ溶接部２３からの発光をフ
ォトダイオード２５で検出して周波数解析装置２６で周
波数解析することにより、発光強度の高い周波数を求
め、この周波数からパーソナルコンピュータ２７で突合
せ溶接部２３の開先ギャップ量を求めるため、ワーク表
面の状況に影響されることなく開先ギャップ量を正確に
計測することができる。
合せ溶接部２３にレーザ光３３を照射して突合せ溶接部
２３を溶接する際に、突合せ溶接部２３からの発光をフ
ォトダイオード２５で検出して周波数解析装置２６で周
波数解析することにより、発光強度の高い周波数を求
め、この周波数からパーソナルコンピュータ２７で突合
せ溶接部２３の開先ギャップ量を求めるため、ワーク表
面の状況に影響されることなく開先ギャップ量を正確に
計測することができる。
【００３５】また、このレーザ溶接モニタリング装置で
は、従来の画像処理に比べてデータ処理に時間がかから
ず、短時間で開先ギャップ量を計測することができる。
従って、この開先ギャップ量をフィードバックしてレー
ザ光３３の強度や移動速度ｖ等の溶接条件を変更するこ
とも短時間で行うことができ、溶接速度が速い場合にも
対応できる。
は、従来の画像処理に比べてデータ処理に時間がかから
ず、短時間で開先ギャップ量を計測することができる。
従って、この開先ギャップ量をフィードバックしてレー
ザ光３３の強度や移動速度ｖ等の溶接条件を変更するこ
とも短時間で行うことができ、溶接速度が速い場合にも
対応できる。
【００３６】また、このレーザ溶接モニタリング装置を
レーザ溶接装置に備える場合、レーザ溶接ヘッド２４に
はフォトダイオード２５を取り付けるだけでよいため、
従来に比べてレーザ溶接ヘッド２４を非常に小型化する
ことができる。
レーザ溶接装置に備える場合、レーザ溶接ヘッド２４に
はフォトダイオード２５を取り付けるだけでよいため、
従来に比べてレーザ溶接ヘッド２４を非常に小型化する
ことができる。
【００３７】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、本発明のレーザ溶接モニタリング方法
は、突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記突合せ溶接
部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの発光を検出
して周波数解析することにより、発光強度の高い周波数
を求め、この周波数から前記突合せ溶接部の開先ギャッ
プ量を求めることを特徴とする。
説明したように、本発明のレーザ溶接モニタリング方法
は、突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記突合せ溶接
部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの発光を検出
して周波数解析することにより、発光強度の高い周波数
を求め、この周波数から前記突合せ溶接部の開先ギャッ
プ量を求めることを特徴とする。
【００３８】また、本発明のレーザ溶接モニタリング装
置は、突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記突合せ溶
接部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの発光を検
出する発光検出手段と、この発光検出手段の検出信号を
周波数解析することにより、発光強度の高い周波数を求
める周波数解析手段と、この周波数解析手段によって求
めた前記周波数から前記突合せ溶接部の開先ギャップ量
を求める開先ギャップ量設定手段とを有することを特徴
とする。
置は、突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記突合せ溶
接部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの発光を検
出する発光検出手段と、この発光検出手段の検出信号を
周波数解析することにより、発光強度の高い周波数を求
める周波数解析手段と、この周波数解析手段によって求
めた前記周波数から前記突合せ溶接部の開先ギャップ量
を求める開先ギャップ量設定手段とを有することを特徴
とする。
【００３９】従って、このレーザ溶接モニタリング方法
及び装置によれば、ワーク表面の状況に影響されること
なく開先ギャップ量を正確に計測することができる。ま
た、従来の画像処理に比べてデータ処理に時間がかから
ず、短時間で開先ギャップ量を計測することができる。
従って、この開先ギャップ量をフィードバックしてレー
ザ光の強度や移動速度等の溶接条件を変更することも短
時間で行うことができ、溶接速度が速い場合にも対応す
ることができる。
及び装置によれば、ワーク表面の状況に影響されること
なく開先ギャップ量を正確に計測することができる。ま
た、従来の画像処理に比べてデータ処理に時間がかから
ず、短時間で開先ギャップ量を計測することができる。
従って、この開先ギャップ量をフィードバックしてレー
ザ光の強度や移動速度等の溶接条件を変更することも短
時間で行うことができ、溶接速度が速い場合にも対応す
ることができる。
【００４０】また、本発明のレーザ溶接装置は、前記の
レーザ溶接モニタリング装置を備え、このレーザ溶接モ
ニタリング装置によって求めた開先ギャップ量に応じ
て、前記レーザ光の強度や移動速度等の溶接条件を制御
するよう構成したことを特徴とする。
レーザ溶接モニタリング装置を備え、このレーザ溶接モ
ニタリング装置によって求めた開先ギャップ量に応じ
て、前記レーザ光の強度や移動速度等の溶接条件を制御
するよう構成したことを特徴とする。
【００４１】従って、このレーザ溶接装置によれば、レ
ーザ溶接モニタリング装置によって求めた開先ギャップ
量に応じてレーザ光の強度や移動速度等の溶接条件を制
御するため、突合せ溶接部を確実し溶接することがで
き、しかも、レーザ溶接ヘッドには発光検出手段を取り
付けるだけでよいため、従来に比べてレーザ溶接ヘッド
を非常に小型化することができる。
ーザ溶接モニタリング装置によって求めた開先ギャップ
量に応じてレーザ光の強度や移動速度等の溶接条件を制
御するため、突合せ溶接部を確実し溶接することがで
き、しかも、レーザ溶接ヘッドには発光検出手段を取り
付けるだけでよいため、従来に比べてレーザ溶接ヘッド
を非常に小型化することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ溶接装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す突合せ溶接部を拡大して示す説明図
である。
である。
【図３】突合せ溶接の開先ギャップ量と発光周波数解析
結果とを示す説明図である。
結果とを示す説明図である。
【図４】突合せ溶接の開先ギャップ量と発光ピーク周波
数の関係を示す説明図である。
数の関係を示す説明図である。
【図５】従来のレーザ溶接装置の構成を示すブロック図
である。
である。
２１，２２ ワーク
２３ 突合せ溶接部
２３ａ 開先ギャップ
２４ レーザ溶接ヘッド
２５ フォトダイオード
２６ 周波数解析装置
２７ パーソナルコンピュータ
２８ レーザ溶接装置本体
２９ フィラワイヤ送給装置
３０ フィラワイヤ
３１ フィラワイヤホルダ
３２ レンズ
３３ レーザ光
Ｇ 開先ギャップ量
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 橋本 義男
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社 高砂研究所内
(72)発明者 長島 是
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番
１号 三菱重工業株式会社 神戸造船所
内
(72)発明者 赤羽 崇
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番
１号 三菱重工業株式会社 神戸造船所
内
(56)参考文献 特開 平９−10970（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−192562（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−136175（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−267241（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−46389（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 26/00 - 26/42
Claims (3)
- 【請求項１】 突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記
突合せ溶接部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの
発光を検出して周波数解析することにより、発光強度の
高い周波数を求め、この周波数から前記突合せ溶接部の
開先ギャップ量を求めることを特徴とするレーザ溶接モ
ニタリング方法。 - 【請求項２】 突合せ溶接部にレーザ光を照射して前記
突合せ溶接部を溶接する際に、前記突合せ溶接部からの
発光を検出する発光検出手段と、 この発光検出手段の検出信号を周波数解析することによ
り、発光強度の高い周波数を求める周波数解析手段と、 この周波数解析手段によって求めた前記周波数から前記
突合せ溶接部の開先ギャップ量を求める開先ギャップ量
設定手段とを有することを特徴とするレーザ溶接モニタ
リング装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載するレーザ溶接モニタリ
ング装置を備え、このレーザ溶接モニタリング装置によ
って求めた開先ギャップ量に応じて、前記レーザ光の強
度や移動速度等の溶接条件を制御するよう構成したこと
を特徴とするレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00029199A JP3443022B2 (ja) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | レーザ溶接モニタリング方法及び装置並びにレーザ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00029199A JP3443022B2 (ja) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | レーザ溶接モニタリング方法及び装置並びにレーザ溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000197981A JP2000197981A (ja) | 2000-07-18 |
| JP3443022B2 true JP3443022B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=11469814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00029199A Expired - Fee Related JP3443022B2 (ja) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | レーザ溶接モニタリング方法及び装置並びにレーザ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3443022B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109789512A (zh) * | 2016-09-27 | 2019-05-21 | 通快机床两合公司 | 用于将第一和第二工件区段激光焊接的方法和激光加工机 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH038398Y2 (ja) * | 1987-08-14 | 1991-02-28 | ||
| JPH02174819A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-06 | Japan Steel Works Ltd:The | オゾン水手洗装置 |
| JP2717295B2 (ja) * | 1989-01-12 | 1998-02-18 | 増田 佳子 | オゾナイザ及びこれを用いたオゾン水製造装置 |
| JPH0678592B2 (ja) * | 1990-03-16 | 1994-10-05 | 株式会社オーディーエス | オゾン水製造装置 |
| JPH04304870A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-28 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | オゾン水による殺菌方法 |
| JPH0692614A (ja) * | 1992-09-08 | 1994-04-05 | Kobe Steel Ltd | オゾン分解材およびその製造方法 |
| JP2749495B2 (ja) * | 1993-03-15 | 1998-05-13 | 長廣 仁蔵 | 高濃度オゾン水製造方法及び高濃度オゾン水製造装置 |
| JPH06277476A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-04 | Permelec Electrode Ltd | オゾン水製造方法 |
| JPH07277705A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-10-24 | Sato Seiko Kk | 循環式オゾン水製造装置におけるオゾン濃度制御方法 |
| JP3018454U (ja) * | 1994-10-07 | 1995-11-21 | 日東製網株式会社 | 気液攪拌混合装置とオゾン発生装置を一体化した高濃 度オゾン水連続製造装置 |
| JP3040891U (ja) * | 1997-02-24 | 1997-09-05 | 久剛 長谷川 | 活性炭粉末添着物 |
-
1999
- 1999-01-05 JP JP00029199A patent/JP3443022B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109789512A (zh) * | 2016-09-27 | 2019-05-21 | 通快机床两合公司 | 用于将第一和第二工件区段激光焊接的方法和激光加工机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000197981A (ja) | 2000-07-18 |
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