JP3997181B2 - レーザ溶着判定装置及びレーザ溶着判定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ溶着装置及びレーザ溶着方法に係り、特にレーザ光を効率的に利用して被溶着物の溶着を行うためのレーザ溶着装置及びレーザ溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽量化及び低コスト化を図るため、自動車等における各部品を樹脂化した樹脂成形品が用いられることがある。ここで、樹脂成形品の高生産性化等の観点より、樹脂成形品を予め複数に分割して成形し、これらの分割成形品を互いに接合する手段が用いられている。
【０００３】
一般に樹脂材同士の溶着方法としては、接着剤等による接合が行われていたが、熱による影響で接合が剥がれることがあったため、最近では、レーザ光を用いて樹脂材を過熱溶融させることで接合する方法が利用されている。
【０００４】
また、溶着方法として、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と、レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とを重ね合わせた後、透過性樹脂材側からレーザ光を照射することにより、透過性樹脂材と吸収性樹脂材との当接面同士を加熱溶融させて両者を一体的に接合するレーザ溶着方法がある。
【０００５】
更に、溶着した溶着物が所望の接合ができているかの溶着品質判定を行う場合、以前は作業員が手作業により抜き取り目視検査による品質判定を行っていたため、判定に多大な時間とコストを有していた。これに対応するため、温度センサを有し、溶着前後における被溶着物の近傍の温度差を求め、この温度差に基づいて良否判定を行う溶着判定装置に関する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２４９９４１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、溶着装置とは別に温度センサ等の装置構成を付加させる必要があるため、コストが増大になってしまう。また、温度センサを判定装置に溶着前後における被溶着物の近傍の温度を夫々検出する少なくとも２以上の温度センサを設ける必要があり、温度センサからの計測温度から温度差を算出し、算出された温度差から求め、更に、温度差から予め設定した規定値との比較して溶着良否を判定するため、制御が複雑になり効率的に判定を行っているとは言えなかった。
【０００８】
更に、被溶着物に対して所望する溶着が行われたかの良否判定は、溶着プロセスとは別プロセスで行われるため、効率的なレーザ加工が行われていない。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、レーザ光を効率的に利用してコストを削減させることができるレーザ溶着及び溶着後の品質判定を行うためのレーザ溶着判定装置及び、レーザ溶着判定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１１】
請求項１に記載された発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光により、前記レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と前記レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とからなる被溶着物を溶着し、溶着された部分の溶着状態を判定するレーザ溶着装置において、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光を溶着用レーザ光と計測用レーザ光とに分岐を行うレーザ分岐部と、前記レーザ分岐部により分岐された前記溶着用レーザ光と前記計測用レーザ光のそれぞれを所定の位置まで伝送するための光ファイバと、前記光ファイバにより伝送された前記溶着用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記透過性樹脂材と前記吸収性樹脂材の当接面に照射して、被溶着物の溶着を行う溶着部と、前記光ファイバにより伝送された前記計測用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記当接面に照射し、その反射光を受光して計測を行う計測部と、前記計測部により得られる前記当接面における溶着部分と非溶着部分との色の違いに基づく受光エネルギーの違いから溶着判定を行う判定部とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、レーザ光を分岐させ、分岐させたレーザ光を夫々効率的に活用することができる。これにより、レーザ溶接判定を効率的に行うことができる。また、被溶着物の溶着点と、計測用光路の監視点は隣接させることができ、計測用光路の監視点は、溶着用加工点の直後に配置させることで、溶着処理と計測処理とを連動させて実施させることができる。更に、装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、前記レーザ分岐部は、予め設定された分岐率に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、１つのレーザ光を効率的に利用することができる。これにより、レーザ発振器への付加を軽減させることができ、レーザ溶着装置の稼働率を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、前記レーザ分岐部は、予め設定された時間に基づいて、前記レーザ発振器より出力されるレーザ光の出力光路を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、時間的に光路を切り換えることで、レーザ発振器からのレーザ光を溶着用レーザ光及び計測用レーザ光として利用することができ、これにより、効率的なレーザ溶着を行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載された発明は、前記レーザ光のエネルギー強度を調整する調整部を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、レーザ発振器において出力されるレーザ光を溶着用と計測用とで調整する必要がなく、レーザ発振器の負荷を低減させて、所望するエネルギー強度を得ることができる。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光により、前記レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と前記レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とからなる被溶着物を溶着し、溶着された部分の溶着状態を判定するレーザ溶着方法において、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光を溶着用レーザ光と計測用レーザ光とに分岐を行うレーザ分岐段階と、前記レーザ分岐段階により分岐された前記溶着用レーザ光と前記計測用レーザ光のそれぞれを光ファイバにより、所定の位置まで伝送する伝送段階と、前記伝送段階により伝送された前記溶着用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記透過性樹脂材と前記吸収性樹脂材の当接面に照射して、被溶着物の溶着を行う溶着段階と、前記伝送段階により伝送された前記計測用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記当接面に照射し、その反射光を受光して計測を行う計測段階と、前記計測段階により得られる前記当接面における溶着部分と非溶着部分との色の違いに基づく受光エネルギーの違いから溶着判定を行う判定段階とを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、レーザ光を分岐させ、分岐させたレーザ光を夫々効率的に活用することができる。これにより、レーザ溶接判定を効率的に行うことができる。また、被溶着物の溶着点と、計測用光路の監視点は隣接させることができ、計測用光路の監視点は、溶着用加工点の直後に配置させることで、溶着処理と計測処理とを連動させて実施させることができる。
【００２１】
請求項６に記載された発明は、前記レーザ分岐段階は、予め設定された分岐率に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の発明によれば、１つのレーザ光を効率的に利用することができる。これにより、レーザ発振器への付加を軽減させることができ、レーザ溶着装置の稼働率を向上させることができる。
【００２３】
請求項７に記載された発明は、前記レーザ分岐段階は、予め設定された時間に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、時間的に光路を切り換えることで、レーザ発振器からのレーザ光を溶着用レーザ光及び計測用レーザ光として利用することができ、これにより、効率的なレーザ溶着を行うことができる。
【００２５】
請求項８に記載された発明は、前記レーザ光のエネルギー強度を調整する調整段階を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、レーザ発振器において出力されるレーザ光を溶着用と計測用とで調整する必要がなく、レーザ発振器の負荷を低減させて、所望するエネルギー強度を得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光をエネルギー出力分割器又は時間出力分割器により分割を行い、一方を溶着用のレーザ光とし、他方を計測用のレーザ光とすることにより、レーザ光を効率的に活用し、更に溶着プロセスと判定プロセスを連動して実施することにより効率的なレーザ溶着加工を実現する。
【００２８】
ここで、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、レーザ溶着装置の第１の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。図１のレーザ溶着装置１０は、レーザ発振器１１と、エネルギー出力分割器１２と、レーザ溶着用光ファイバ１３と、溶着用レーザ出力部１４と、モニタリング用光ファイバ１５と、計測用レーザ出力部１６と、受光部１７と、モニタリング装置１８と、ステージ１９とを有するよう構成されている。
【００３０】
なお、本実施例において溶着される被溶着物２０は樹脂材とし、ステージ上に固定設置され、ステージ１９と共に移動することで所望する溶着位置にレーザ光を照射できるものとする。また、被溶着物２０−１は、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材であり、被溶着物２０−２は、レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材であるものとする。また、被溶着物２０−１,被溶着物２０−２は、上下で重なり合っているものとする。
【００３１】
また、レーザ溶着装置１０の各主要構成部は、制御手段（図示せず）により所望するレーザ発振器１１からのレーザ光の出力タイミングで、エネルギー出力分割器により分割が行われ、ステージ１９により被溶着物が移動し、モニタリング装置１８で計測判定が行われている。
【００３２】
更に、ステージ１９は、ＸＹＺθテーブルであり、レーザ光の照射方向に対して前後左右方向（Ｘ、Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）への移動が可能であり、かつステージを照射軸に対して傾斜角θ分傾かせることもできる。このようにステージ１９を移動させることで多種の加工形状を形成することが可能となる。
【００３３】
また、レーザ発振器１１から出力されるレーザ光としては、ＹＡＧレーザやエキシマレーザ、ＣＯ２レーザ等、レーザ加工に用いられるレーザ光を使用することができる。
【００３４】
まず、レーザ発振器１１から出力されたレーザ光は、エネルギー出力分割器１２により分岐され、一方がレーザ溶着用光ファイバ１３を介して溶着用レーザ出力部１４から溶着用のレーザ光を被溶着物２０−１側から照射することにより、被溶着物２０−１と被溶着物２０−２との当接面同士を加熱溶融させて両者を一体的に接合し溶着させる。
【００３５】
ここで、溶着された被溶着物の一例を図を用いて説明する。図２は、被溶着物の溶着の様子を示す一例の図である。
【００３６】
図２は、被溶着物２０−１，２０−２が重なり合っており、当接面に対してレーザ光を照射することにより加熱溶融させて溶着させている。ここで、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材の被溶着物２０−１から溶着部分を見ると、非溶着部分と比較して色の変化が見られる。そこで、計測用のレーザ光として過熱しない程度のエネルギーを持つレーザ光を溶着された後の被溶着物２０−１，２０−２の当接面に照射し、その反射光を受光部１７で受光することにより、良否の判定を行う。エネルギー出力分割器１２により分岐された他方のレーザ光は、モニタリング用光ファイバ１５を介して計測用レーザ出力部１６から被溶着物２０−１と被溶着物２０−２との当接面に照射される。
【００３７】
また、モニタリング用光ファイバ１４を介して照射されるレーザ光の照射エリアは、溶着用光路によって溶着されたエリアを包含するように照射させ、その反射光を受光部１７で計測しモニタリング装置１８に出力する。判定基準としては、被溶着物の材質、厚さ等に基づいて、受光エネルギーの値が設定され、その設定値を基準として溶着の良否が判定される。
【００３８】
また、モニタリング装置１８は、入力される受光結果に基づいて、溶着結果の判定を行い、判定の結果、溶着不良を判断された場合は、一連の溶着処理を強制的に終了したり、溶着不良部に関するデータを蓄積しておき、溶着処理が終了後、対応するメッセージをモニタリング装置１８のモニタに表示したりすることができる。
【００３９】
更に、受光部１７にＣＣＤカメラを有し、溶着地点の溶着の様子を撮影し、撮影した画像情報をモニタリング装置１８に送り、モニタリング装置１８に設けられたモニタを用いて溶着状態を容易に確認することができる。
【００４０】
上述したように、レーザ発振器から出力された１つのレーザ光を分岐し、分岐された夫々のレーザ光を用いて溶着及び、溶着結果の良否を判定するための計測用に用いることにより、効率的にレーザ光を利用することができる。
【００４１】
また、ステージ１９の進行方向に対応させて、計測用光路の監視点を溶着加工点の直後に配置させることで、溶着処理及び計測処理を連動して実施することができる。
【００４２】
また、レーザ発振器１１から出力されるレーザ光を分岐するためのエネルギー出力分割器１２については、ハーフミラー方式、ビームスライス方式、又はプリズム方式等があり、その何れか用いることができる。
【００４３】
例えば、ハーフミラー方式の場合は、光学ガラス板の片面に誘電体薄膜を多層にコーティングされたもので、入射されるレーザ光をミラーに設定された透過率で反射させ、透過されないレーザ光を反射させる。つまり、図３に示す入射されるレーザ光に対するエネルギー分岐の一例のように、入射されるレーザ光のエネルギー強度Ａ（図３（ａ））に対して、８０％のエネルギー強度で透過されたレーザ光（図３（ｂ））を溶着用のレーザ光として使用し、もう一方は残りの２０％のエネルギー強度を持つ反射されたレーザ光（図３（ｃ）））を計測用のレーザ光として使用することにより、１つのレーザ発振器を用いて出力されるレーザ光を効率的に利用することができる。
【００４４】
上述したように本発明のエネルギー強度の分岐手段を用いることにより、レーザ光を効率的に利用することができ、更に装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。
【００４５】
なお、上述のエネルギー出力分割器１２については、レーザ発振器１１から出力されたレーザ光を分岐させる手段の他に、時間を基準にしてレーザ光を入力する光ファイバの選定を行い出力する時間出力分割器を使用することができる。
【００４６】
ここで、本発明における第２の実施の形態について図を用いて説明する。
【００４７】
図４は、レーザ溶着装置の第２の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。図４のレーザ溶着判定装置４０は、レーザ発振器４１と、時間出力分割器４２と、レーザ溶着用光ファイバ４３と、溶着用レーザ出力部４４と、モニタリング用光ファイバ４５と、計測用レーザ出力部４６と、受光部４７と、モニタリング装置４８と、ステージ４９とを有するよう構成されている。なお、第２の実施の形態は、図１におけるエネルギー出力分割器１２を時間出力分割器４２とが異なり、他の主構成部分は第１の実施の形態と同様であるため、ここでの各構成部の詳細な説明は省略し動作の概要のみを説明する。
【００４８】
また、レーザ溶着装置４０の各主要構成部は、制御手段（図示せず）により所望するレーザ発振器４１からのレーザ光の出力タイミングで、時間出力分割器４２によるレーザ光の分岐が行われ、ステージ４９により被溶着物２０が移動し、溶着を行った後、モニタリング装置４８で計測判定が行うよう制御される。
【００４９】
まず、レーザ発振器４１から出力されたレーザ光は、時間出力分割器４２により、レーザ溶着用光ファイバ４３及びモニタリング用光ファイバ４５へのレーザ光への入力を設定された時間に基づいて光路の切り換えを行い、溶着用レーザ出力部４４及び計測用レーザ出力部４６からのレーザ光の出力を交互に行う。
【００５０】
つまり、図５に示す入射されるレーザ光に対する時間分岐の一例のように、時間Ｔ０〜Ｔ５の間に一定のレーザ強度で入射されるレーザ光のエネルギー強度Ａ（図５（ａ））に対して、時間出力分割器３２により時間切り換えられ、時間Ｔ０〜Ｔ１、Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ５には溶着用レーザ光としてレーザ光が用いられ（図５（ｂ））、時間Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４には計測用レーザ光として用いられる（図５（ｃ））。なお、この時刻は微小な時間間隔であるため、レーザ溶着及びレーザ計測に影響はない。
【００５１】
また、光路の時間的な切り換えについては、時間出力分割器４２としてＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔ Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；音響光学変調器）や、ＥＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；電気光学変調器）等の光学素子を用いてレーザ光を偏光させ、偏光ビームスプリッタにより光路の切り換えを行ってもよく、また、Ｘ軸、Ｙ軸に夫々稼動可能なミラーにより、１つのレーザ光の光路を変更させるガルバノミラー等の機械的方式を用いることもできる。
【００５２】
例えば、ＥＯＭであれば、電圧が印加されるとその領域の配列が変化し、透過する光の振動方向を変える。ＥＯＭは、特定の振動方向の光だけを透過させるので、ＥＯＭを通過する光の振動方向の違いが透過率の差として認識され偏光ビームスプリッタを介してレーザ光路の分岐を行うことができる。つまり、特定の偏光面を有するレーザ光を取得する場合に、ＥＯＭに電圧を印加するだけで良いため瞬時にレーザ光の偏波面の変更が可能であり、これによりレーザ光の高速な分岐が可能となり高い処理効率を実現することができる。
【００５３】
また、時間出力分割部４２におけるスイッチングのタイミングは、被溶着物２０の移動のタイミングに基づいて制御される。
【００５４】
上述したように本発明の時間分岐手段を用いることにより、レーザ光を効率的に利用することができ、更に装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。なお、第１、第２の実施の形態の場合は、レーザ光のエネルギー強度は、溶着を基準としたものであるため、モニタリング用光ファイバを介して被溶着物に照射される場合は、フィルタリング装置等により強度を減少させたレーザ光を計測用レーザとして被溶着物３７に照射する必要がある。
【００５５】
そこで、時間分割器から出力されたレーザ光が溶着用レーザ出力部及び計測用レーザ出力部から出力する前に、レーザ光のエネルギー強度を調整する調整手段を設け、所望するエネルギー強度への調整を行う。
【００５６】
ここで、本発明における第３の実施の形態について図を用いて説明する。
【００５７】
図６は、レーザ溶着装置の第３の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。図６のレーザ溶着装置６０は、レーザ発振器６１と、エネルギー出力分割器６２と、レーザ溶着用光ファイバ６３と、溶着用レーザ光調整部６４と、溶着用レーザ出力部６５と、モニタリング用光ファイバ６６と、計測用レーザ光調整部６７と、計測用レーザ出力部６８と、受光部６９と、モニタリング装置７０と、ステージ７１とを有するよう構成されている。
【００５８】
なお、エネルギー出力分割器６２は、第１の実施の形態の同名構成部と同様のものであるが、第２の実施の形態における時間出力分割器４２に置き換えてもよい。また、第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して溶着用レーザ光調整部６４と、計測用レーザ光調整部６７とが設けられた構成になっている。
【００５９】
また、レーザ溶着装置６０の各主要構成部は、制御手段（図示せず）により所望するレーザ発振器６１からのレーザ光の出力タイミングで、出力分割器６２によるレーザ光の分岐が行われ、溶着用レーザ光調整部６４及び計測用レーザ光調整部６７によりレーザ光のエネルギー強度の調整が行われ、ステージ７１により被溶着物２０が移動し、溶着を行った後、モニタリング装置７０で計測判定が行うよう制御される。
【００６０】
溶着用レーザ光調整部６４、及び計測用レーザ光調整部６７の夫々において、所望するレーザ強度となるようにレーザ光のエネルギー強度の調整を行う。
【００６１】
ここで、溶着用レーザ光調整部６４又は計測用レーザ光調整部６７には、レーザ光を減衰させるための遮光マスク、アパーチャ、又は減衰板の何れかを用いてレーザ光のエネルギー強度の調整を行う。
【００６２】
例えば、遮光マスクであれば、複数のマスクパターンを具備させておき、設定条件に応じてマスクパターンを変更させ、変更の内容に応じて所望するレーザ光を溶着用レーザ光調整部６４又は計測用レーザ光調整部６７から出力させることができる。
【００６３】
なお、第２の実施の形態においては、溶着用のレーザ光と、計測用のレーザ光が設定時間の条件に基づいて切り換わるため、エネルギー強度は同一となる。しかしながら、溶着用レーザ光と計測用レーザ光では、計測用レーザ光の方がエネルギー強度が小さくする必要がある。そこで、レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギー強度を溶着時に必要なエネルギー強度に設定し、計測用レーザ光調整部６７のみで調整を行うような装置構成にすることで、溶着用レーザ光調整部６４は必要なくなり、装置コストを削減することができ効率的で高精度なレーザ溶着及び溶着判定を行うことができる。
【００６４】
更に、第３の実施の形態においては、溶着処理のみを行いたい場合、又は溶着終了後の判定処理のみを行いたい場合には、溶着用レーザ光調整部６４あるいは計測用レーザ光調整部６７によりレーザ光のエネルギー強度の調整を行うことにより実現することができる。つまり、溶着開始時には、計測地点まで、溶着部分が移動していないため、レーザ溶着用レーザ光のみを出力すればよく、このような場合には、計測用レーザ光調整部６７からレーザ光が出力されないように調整を行う。一方、溶着が終了し、計測処理のみを行う場合は、溶着用レーザ光調整部６４からレーザ光が出力されないように調整を行う。これにより、被溶着物に不必要なレーザ光を照射することがなく、効率的で高精度なレーザ溶着を行うことができる。
【００６５】
上述したように、本発明によれば、レーザ光を分岐させ、分岐させたレーザ光を夫々効率的に活用することができる。これにより、レーザ溶接判定を効率的に行うことができる。また、被溶着物の溶着点と、計測用光路の監視点は隣接させることができ、計測用光路の監視点は、溶着用加工点の直後に配置させることで、インプロセスでの検査が可能になる。また、装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。
【００６６】
また、上述ではレーザ光における溶着処理について述べたが、本発明においては、レーザ光における穴あけ加工や溶接等のレーザ加工に適用することができる。
【００６７】
なお、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【００６８】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、レーザ光を効率的に利用して溶着及び溶着の良否を判定することができ、また、装置コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ溶着装置の第１の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。
【図２】被溶着物の溶着の様子を示す一例の図である。
【図３】入射されるレーザ光に対するエネルギー分岐の一例を示す図である。
【図４】レーザ溶着装置の第２の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。
【図５】入射されるレーザ光に対する時間分岐の一例を示す図である。
【図６】レーザ溶着装置の第３の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０，４０，６０ レーザ溶着装置
１１，４１，６１ レーザ発振器
１２，６２ エネルギー出力分割器
１３，４３，６３ レーザ溶着用光ファイバ
１４，４４，６５ 溶着用レーザ出力部
１５，４５，６６ モニタリング用光ファイバ
１６，４６，６８ 計測用レーザ出力部
１７，４７，６９ 受光部
１８，４８，７０ モニタリング装置
１９，４９，７１ ステージ
２０ 被溶着物
４２ 時間出力分割器
６４ 溶着用レーザ光調整部
６７ 計測用レーザ光調整部
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ溶着装置及びレーザ溶着方法に係り、特にレーザ光を効率的に利用して被溶着物の溶着を行うためのレーザ溶着装置及びレーザ溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽量化及び低コスト化を図るため、自動車等における各部品を樹脂化した樹脂成形品が用いられることがある。ここで、樹脂成形品の高生産性化等の観点より、樹脂成形品を予め複数に分割して成形し、これらの分割成形品を互いに接合する手段が用いられている。
【０００３】
一般に樹脂材同士の溶着方法としては、接着剤等による接合が行われていたが、熱による影響で接合が剥がれることがあったため、最近では、レーザ光を用いて樹脂材を過熱溶融させることで接合する方法が利用されている。
【０００４】
また、溶着方法として、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と、レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とを重ね合わせた後、透過性樹脂材側からレーザ光を照射することにより、透過性樹脂材と吸収性樹脂材との当接面同士を加熱溶融させて両者を一体的に接合するレーザ溶着方法がある。
【０００５】
更に、溶着した溶着物が所望の接合ができているかの溶着品質判定を行う場合、以前は作業員が手作業により抜き取り目視検査による品質判定を行っていたため、判定に多大な時間とコストを有していた。これに対応するため、温度センサを有し、溶着前後における被溶着物の近傍の温度差を求め、この温度差に基づいて良否判定を行う溶着判定装置に関する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２４９９４１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、溶着装置とは別に温度センサ等の装置構成を付加させる必要があるため、コストが増大になってしまう。また、温度センサを判定装置に溶着前後における被溶着物の近傍の温度を夫々検出する少なくとも２以上の温度センサを設ける必要があり、温度センサからの計測温度から温度差を算出し、算出された温度差から求め、更に、温度差から予め設定した規定値との比較して溶着良否を判定するため、制御が複雑になり効率的に判定を行っているとは言えなかった。
【０００８】
更に、被溶着物に対して所望する溶着が行われたかの良否判定は、溶着プロセスとは別プロセスで行われるため、効率的なレーザ加工が行われていない。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、レーザ光を効率的に利用してコストを削減させることができるレーザ溶着及び溶着後の品質判定を行うためのレーザ溶着判定装置及び、レーザ溶着判定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１１】
請求項１に記載された発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光により、前記レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と前記レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とからなる被溶着物を溶着し、溶着された部分の溶着状態を判定するレーザ溶着装置において、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光を溶着用レーザ光と計測用レーザ光とに分岐を行うレーザ分岐部と、前記レーザ分岐部により分岐された前記溶着用レーザ光と前記計測用レーザ光のそれぞれを所定の位置まで伝送するための光ファイバと、前記光ファイバにより伝送された前記溶着用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記透過性樹脂材と前記吸収性樹脂材の当接面に照射して、被溶着物の溶着を行う溶着部と、前記光ファイバにより伝送された前記計測用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記当接面に照射し、その反射光を受光して計測を行う計測部と、前記計測部により得られる前記当接面における溶着部分と非溶着部分との色の違いに基づく受光エネルギーの違いから溶着判定を行う判定部とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、レーザ光を分岐させ、分岐させたレーザ光を夫々効率的に活用することができる。これにより、レーザ溶接判定を効率的に行うことができる。また、被溶着物の溶着点と、計測用光路の監視点は隣接させることができ、計測用光路の監視点は、溶着用加工点の直後に配置させることで、溶着処理と計測処理とを連動させて実施させることができる。更に、装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、前記レーザ分岐部は、予め設定された分岐率に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、１つのレーザ光を効率的に利用することができる。これにより、レーザ発振器への付加を軽減させることができ、レーザ溶着装置の稼働率を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、前記レーザ分岐部は、予め設定された時間に基づいて、前記レーザ発振器より出力されるレーザ光の出力光路を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、時間的に光路を切り換えることで、レーザ発振器からのレーザ光を溶着用レーザ光及び計測用レーザ光として利用することができ、これにより、効率的なレーザ溶着を行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載された発明は、前記レーザ光のエネルギー強度を調整する調整部を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、レーザ発振器において出力されるレーザ光を溶着用と計測用とで調整する必要がなく、レーザ発振器の負荷を低減させて、所望するエネルギー強度を得ることができる。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光により、前記レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と前記レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とからなる被溶着物を溶着し、溶着された部分の溶着状態を判定するレーザ溶着方法において、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光を溶着用レーザ光と計測用レーザ光とに分岐を行うレーザ分岐段階と、前記レーザ分岐段階により分岐された前記溶着用レーザ光と前記計測用レーザ光のそれぞれを光ファイバにより、所定の位置まで伝送する伝送段階と、前記伝送段階により伝送された前記溶着用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記透過性樹脂材と前記吸収性樹脂材の当接面に照射して、被溶着物の溶着を行う溶着段階と、前記伝送段階により伝送された前記計測用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記当接面に照射し、その反射光を受光して計測を行う計測段階と、前記計測段階により得られる前記当接面における溶着部分と非溶着部分との色の違いに基づく受光エネルギーの違いから溶着判定を行う判定段階とを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、レーザ光を分岐させ、分岐させたレーザ光を夫々効率的に活用することができる。これにより、レーザ溶接判定を効率的に行うことができる。また、被溶着物の溶着点と、計測用光路の監視点は隣接させることができ、計測用光路の監視点は、溶着用加工点の直後に配置させることで、溶着処理と計測処理とを連動させて実施させることができる。
【００２１】
請求項６に記載された発明は、前記レーザ分岐段階は、予め設定された分岐率に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の発明によれば、１つのレーザ光を効率的に利用することができる。これにより、レーザ発振器への付加を軽減させることができ、レーザ溶着装置の稼働率を向上させることができる。
【００２３】
請求項７に記載された発明は、前記レーザ分岐段階は、予め設定された時間に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、時間的に光路を切り換えることで、レーザ発振器からのレーザ光を溶着用レーザ光及び計測用レーザ光として利用することができ、これにより、効率的なレーザ溶着を行うことができる。
【００２５】
請求項８に記載された発明は、前記レーザ光のエネルギー強度を調整する調整段階を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、レーザ発振器において出力されるレーザ光を溶着用と計測用とで調整する必要がなく、レーザ発振器の負荷を低減させて、所望するエネルギー強度を得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光をエネルギー出力分割器又は時間出力分割器により分割を行い、一方を溶着用のレーザ光とし、他方を計測用のレーザ光とすることにより、レーザ光を効率的に活用し、更に溶着プロセスと判定プロセスを連動して実施することにより効率的なレーザ溶着加工を実現する。
【００２８】
ここで、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、レーザ溶着装置の第１の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。図１のレーザ溶着装置１０は、レーザ発振器１１と、エネルギー出力分割器１２と、レーザ溶着用光ファイバ１３と、溶着用レーザ出力部１４と、モニタリング用光ファイバ１５と、計測用レーザ出力部１６と、受光部１７と、モニタリング装置１８と、ステージ１９とを有するよう構成されている。
【００３０】
なお、本実施例において溶着される被溶着物２０は樹脂材とし、ステージ上に固定設置され、ステージ１９と共に移動することで所望する溶着位置にレーザ光を照射できるものとする。また、被溶着物２０−１は、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材であり、被溶着物２０−２は、レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材であるものとする。また、被溶着物２０−１,被溶着物２０−２は、上下で重なり合っているものとする。
【００３１】
また、レーザ溶着装置１０の各主要構成部は、制御手段（図示せず）により所望するレーザ発振器１１からのレーザ光の出力タイミングで、エネルギー出力分割器により分割が行われ、ステージ１９により被溶着物が移動し、モニタリング装置１８で計測判定が行われている。
【００３２】
更に、ステージ１９は、ＸＹＺθテーブルであり、レーザ光の照射方向に対して前後左右方向（Ｘ、Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）への移動が可能であり、かつステージを照射軸に対して傾斜角θ分傾かせることもできる。このようにステージ１９を移動させることで多種の加工形状を形成することが可能となる。
【００３３】
また、レーザ発振器１１から出力されるレーザ光としては、ＹＡＧレーザやエキシマレーザ、ＣＯ２レーザ等、レーザ加工に用いられるレーザ光を使用することができる。
【００３４】
まず、レーザ発振器１１から出力されたレーザ光は、エネルギー出力分割器１２により分岐され、一方がレーザ溶着用光ファイバ１３を介して溶着用レーザ出力部１４から溶着用のレーザ光を被溶着物２０−１側から照射することにより、被溶着物２０−１と被溶着物２０−２との当接面同士を加熱溶融させて両者を一体的に接合し溶着させる。
【００３５】
ここで、溶着された被溶着物の一例を図を用いて説明する。図２は、被溶着物の溶着の様子を示す一例の図である。
【００３６】
図２は、被溶着物２０−１，２０−２が重なり合っており、当接面に対してレーザ光を照射することにより加熱溶融させて溶着させている。ここで、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材の被溶着物２０−１から溶着部分を見ると、非溶着部分と比較して色の変化が見られる。そこで、計測用のレーザ光として過熱しない程度のエネルギーを持つレーザ光を溶着された後の被溶着物２０−１，２０−２の当接面に照射し、その反射光を受光部１７で受光することにより、良否の判定を行う。エネルギー出力分割器１２により分岐された他方のレーザ光は、モニタリング用光ファイバ１５を介して計測用レーザ出力部１６から被溶着物２０−１と被溶着物２０−２との当接面に照射される。
【００３７】
また、モニタリング用光ファイバ１４を介して照射されるレーザ光の照射エリアは、溶着用光路によって溶着されたエリアを包含するように照射させ、その反射光を受光部１７で計測しモニタリング装置１８に出力する。判定基準としては、被溶着物の材質、厚さ等に基づいて、受光エネルギーの値が設定され、その設定値を基準として溶着の良否が判定される。
【００３８】
また、モニタリング装置１８は、入力される受光結果に基づいて、溶着結果の判定を行い、判定の結果、溶着不良を判断された場合は、一連の溶着処理を強制的に終了したり、溶着不良部に関するデータを蓄積しておき、溶着処理が終了後、対応するメッセージをモニタリング装置１８のモニタに表示したりすることができる。
【００３９】
更に、受光部１７にＣＣＤカメラを有し、溶着地点の溶着の様子を撮影し、撮影した画像情報をモニタリング装置１８に送り、モニタリング装置１８に設けられたモニタを用いて溶着状態を容易に確認することができる。
【００４０】
上述したように、レーザ発振器から出力された１つのレーザ光を分岐し、分岐された夫々のレーザ光を用いて溶着及び、溶着結果の良否を判定するための計測用に用いることにより、効率的にレーザ光を利用することができる。
【００４１】
また、ステージ１９の進行方向に対応させて、計測用光路の監視点を溶着加工点の直後に配置させることで、溶着処理及び計測処理を連動して実施することができる。
【００４２】
また、レーザ発振器１１から出力されるレーザ光を分岐するためのエネルギー出力分割器１２については、ハーフミラー方式、ビームスライス方式、又はプリズム方式等があり、その何れか用いることができる。
【００４３】
例えば、ハーフミラー方式の場合は、光学ガラス板の片面に誘電体薄膜を多層にコーティングされたもので、入射されるレーザ光をミラーに設定された透過率で反射させ、透過されないレーザ光を反射させる。つまり、図３に示す入射されるレーザ光に対するエネルギー分岐の一例のように、入射されるレーザ光のエネルギー強度Ａ（図３（ａ））に対して、８０％のエネルギー強度で透過されたレーザ光（図３（ｂ））を溶着用のレーザ光として使用し、もう一方は残りの２０％のエネルギー強度を持つ反射されたレーザ光（図３（ｃ）））を計測用のレーザ光として使用することにより、１つのレーザ発振器を用いて出力されるレーザ光を効率的に利用することができる。
【００４４】
上述したように本発明のエネルギー強度の分岐手段を用いることにより、レーザ光を効率的に利用することができ、更に装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。
【００４５】
なお、上述のエネルギー出力分割器１２については、レーザ発振器１１から出力されたレーザ光を分岐させる手段の他に、時間を基準にしてレーザ光を入力する光ファイバの選定を行い出力する時間出力分割器を使用することができる。
【００４６】
ここで、本発明における第２の実施の形態について図を用いて説明する。
【００４７】
図４は、レーザ溶着装置の第２の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。図４のレーザ溶着判定装置４０は、レーザ発振器４１と、時間出力分割器４２と、レーザ溶着用光ファイバ４３と、溶着用レーザ出力部４４と、モニタリング用光ファイバ４５と、計測用レーザ出力部４６と、受光部４７と、モニタリング装置４８と、ステージ４９とを有するよう構成されている。なお、第２の実施の形態は、図１におけるエネルギー出力分割器１２を時間出力分割器４２とが異なり、他の主構成部分は第１の実施の形態と同様であるため、ここでの各構成部の詳細な説明は省略し動作の概要のみを説明する。
【００４８】
また、レーザ溶着装置４０の各主要構成部は、制御手段（図示せず）により所望するレーザ発振器４１からのレーザ光の出力タイミングで、時間出力分割器４２によるレーザ光の分岐が行われ、ステージ４９により被溶着物２０が移動し、溶着を行った後、モニタリング装置４８で計測判定が行うよう制御される。
【００４９】
まず、レーザ発振器４１から出力されたレーザ光は、時間出力分割器４２により、レーザ溶着用光ファイバ４３及びモニタリング用光ファイバ４５へのレーザ光への入力を設定された時間に基づいて光路の切り換えを行い、溶着用レーザ出力部４４及び計測用レーザ出力部４６からのレーザ光の出力を交互に行う。
【００５０】
つまり、図５に示す入射されるレーザ光に対する時間分岐の一例のように、時間Ｔ０〜Ｔ５の間に一定のレーザ強度で入射されるレーザ光のエネルギー強度Ａ（図５（ａ））に対して、時間出力分割器３２により時間切り換えられ、時間Ｔ０〜Ｔ１、Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ５には溶着用レーザ光としてレーザ光が用いられ（図５（ｂ））、時間Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４には計測用レーザ光として用いられる（図５（ｃ））。なお、この時刻は微小な時間間隔であるため、レーザ溶着及びレーザ計測に影響はない。
【００５１】
また、光路の時間的な切り換えについては、時間出力分割器４２としてＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔ Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；音響光学変調器）や、ＥＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；電気光学変調器）等の光学素子を用いてレーザ光を偏光させ、偏光ビームスプリッタにより光路の切り換えを行ってもよく、また、Ｘ軸、Ｙ軸に夫々稼動可能なミラーにより、１つのレーザ光の光路を変更させるガルバノミラー等の機械的方式を用いることもできる。
【００５２】
例えば、ＥＯＭであれば、電圧が印加されるとその領域の配列が変化し、透過する光の振動方向を変える。ＥＯＭは、特定の振動方向の光だけを透過させるので、ＥＯＭを通過する光の振動方向の違いが透過率の差として認識され偏光ビームスプリッタを介してレーザ光路の分岐を行うことができる。つまり、特定の偏光面を有するレーザ光を取得する場合に、ＥＯＭに電圧を印加するだけで良いため瞬時にレーザ光の偏波面の変更が可能であり、これによりレーザ光の高速な分岐が可能となり高い処理効率を実現することができる。
【００５３】
また、時間出力分割部４２におけるスイッチングのタイミングは、被溶着物２０の移動のタイミングに基づいて制御される。
【００５４】
上述したように本発明の時間分岐手段を用いることにより、レーザ光を効率的に利用することができ、更に装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。なお、第１、第２の実施の形態の場合は、レーザ光のエネルギー強度は、溶着を基準としたものであるため、モニタリング用光ファイバを介して被溶着物に照射される場合は、フィルタリング装置等により強度を減少させたレーザ光を計測用レーザとして被溶着物３７に照射する必要がある。
【００５５】
そこで、時間分割器から出力されたレーザ光が溶着用レーザ出力部及び計測用レーザ出力部から出力する前に、レーザ光のエネルギー強度を調整する調整手段を設け、所望するエネルギー強度への調整を行う。
【００５６】
ここで、本発明における第３の実施の形態について図を用いて説明する。
【００５７】
図６は、レーザ溶着装置の第３の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。図６のレーザ溶着装置６０は、レーザ発振器６１と、エネルギー出力分割器６２と、レーザ溶着用光ファイバ６３と、溶着用レーザ光調整部６４と、溶着用レーザ出力部６５と、モニタリング用光ファイバ６６と、計測用レーザ光調整部６７と、計測用レーザ出力部６８と、受光部６９と、モニタリング装置７０と、ステージ７１とを有するよう構成されている。
【００５８】
なお、エネルギー出力分割器６２は、第１の実施の形態の同名構成部と同様のものであるが、第２の実施の形態における時間出力分割器４２に置き換えてもよい。また、第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して溶着用レーザ光調整部６４と、計測用レーザ光調整部６７とが設けられた構成になっている。
【００５９】
また、レーザ溶着装置６０の各主要構成部は、制御手段（図示せず）により所望するレーザ発振器６１からのレーザ光の出力タイミングで、出力分割器６２によるレーザ光の分岐が行われ、溶着用レーザ光調整部６４及び計測用レーザ光調整部６７によりレーザ光のエネルギー強度の調整が行われ、ステージ７１により被溶着物２０が移動し、溶着を行った後、モニタリング装置７０で計測判定が行うよう制御される。
【００６０】
溶着用レーザ光調整部６４、及び計測用レーザ光調整部６７の夫々において、所望するレーザ強度となるようにレーザ光のエネルギー強度の調整を行う。
【００６１】
ここで、溶着用レーザ光調整部６４又は計測用レーザ光調整部６７には、レーザ光を減衰させるための遮光マスク、アパーチャ、又は減衰板の何れかを用いてレーザ光のエネルギー強度の調整を行う。
【００６２】
例えば、遮光マスクであれば、複数のマスクパターンを具備させておき、設定条件に応じてマスクパターンを変更させ、変更の内容に応じて所望するレーザ光を溶着用レーザ光調整部６４又は計測用レーザ光調整部６７から出力させることができる。
【００６３】
なお、第２の実施の形態においては、溶着用のレーザ光と、計測用のレーザ光が設定時間の条件に基づいて切り換わるため、エネルギー強度は同一となる。しかしながら、溶着用レーザ光と計測用レーザ光では、計測用レーザ光の方がエネルギー強度が小さくする必要がある。そこで、レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギー強度を溶着時に必要なエネルギー強度に設定し、計測用レーザ光調整部６７のみで調整を行うような装置構成にすることで、溶着用レーザ光調整部６４は必要なくなり、装置コストを削減することができ効率的で高精度なレーザ溶着及び溶着判定を行うことができる。
【００６４】
更に、第３の実施の形態においては、溶着処理のみを行いたい場合、又は溶着終了後の判定処理のみを行いたい場合には、溶着用レーザ光調整部６４あるいは計測用レーザ光調整部６７によりレーザ光のエネルギー強度の調整を行うことにより実現することができる。つまり、溶着開始時には、計測地点まで、溶着部分が移動していないため、レーザ溶着用レーザ光のみを出力すればよく、このような場合には、計測用レーザ光調整部６７からレーザ光が出力されないように調整を行う。一方、溶着が終了し、計測処理のみを行う場合は、溶着用レーザ光調整部６４からレーザ光が出力されないように調整を行う。これにより、被溶着物に不必要なレーザ光を照射することがなく、効率的で高精度なレーザ溶着を行うことができる。
【００６５】
上述したように、本発明によれば、レーザ光を分岐させ、分岐させたレーザ光を夫々効率的に活用することができる。これにより、レーザ溶接判定を効率的に行うことができる。また、被溶着物の溶着点と、計測用光路の監視点は隣接させることができ、計測用光路の監視点は、溶着用加工点の直後に配置させることで、インプロセスでの検査が可能になる。また、装置構成も複雑にならないため、装置コストを削減することができる。
【００６６】
また、上述ではレーザ光における溶着処理について述べたが、本発明においては、レーザ光における穴あけ加工や溶接等のレーザ加工に適用することができる。
【００６７】
なお、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【００６８】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、レーザ光を効率的に利用して溶着及び溶着の良否を判定することができ、また、装置コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ溶着装置の第１の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。
【図２】被溶着物の溶着の様子を示す一例の図である。
【図３】入射されるレーザ光に対するエネルギー分岐の一例を示す図である。
【図４】レーザ溶着装置の第２の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。
【図５】入射されるレーザ光に対する時間分岐の一例を示す図である。
【図６】レーザ溶着装置の第３の実施形態における概略構成図の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０，４０，６０ レーザ溶着装置
１１，４１，６１ レーザ発振器
１２，６２ エネルギー出力分割器
１３，４３，６３ レーザ溶着用光ファイバ
１４，４４，６５ 溶着用レーザ出力部
１５，４５，６６ モニタリング用光ファイバ
１６，４６，６８ 計測用レーザ出力部
１７，４７，６９ 受光部
１８，４８，７０ モニタリング装置
１９，４９，７１ ステージ
２０ 被溶着物
４２ 時間出力分割器
６４ 溶着用レーザ光調整部
６７ 計測用レーザ光調整部
Claims (8)
- レーザ発振器から出力されるレーザ光により、前記レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と前記レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とからなる被溶着物を溶着し、溶着された部分の溶着状態を判定するレーザ溶着装置において、
前記レーザ発振器から出力されるレーザ光を溶着用レーザ光と計測用レーザ光とに分岐を行うレーザ分岐部と、
前記レーザ分岐部により分岐された前記溶着用レーザ光と前記計測用レーザ光のそれぞれを所定の位置まで伝送するための光ファイバと、
前記光ファイバにより伝送された前記溶着用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記透過性樹脂材と前記吸収性樹脂材の当接面に照射して、被溶着物の溶着を行う溶着部と、
前記光ファイバにより伝送された前記計測用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記当接面に照射し、その反射光を受光して計測を行う計測部と、
前記計測部により得られる前記当接面における溶着部分と非溶着部分との色の違いに基づく受光エネルギーの違いから溶着判定を行う判定部とを有することを特徴とするレーザ溶着装置。 - 前記レーザ分岐部は、
予め設定された分岐率に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶着装置。 - 前記レーザ分岐部は、
予め設定された時間に基づいて、前記レーザ発振器より出力されるレーザ光の出力光路を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶着装置。 - 前記レーザ光のエネルギー強度を調整する調整部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーザ溶着装置。
- レーザ発振器から出力されるレーザ光により、前記レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と前記レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とからなる被溶着物を溶着し、溶着された部分の溶着状態を判定するレーザ溶着方法において、
前記レーザ発振器から出力されるレーザ光を溶着用レーザ光と計測用レーザ光とに分岐を行うレーザ分岐段階と、
前記レーザ分岐段階により分岐された前記溶着用レーザ光と前記計測用レーザ光のそれぞれを光ファイバにより、所定の位置まで伝送する伝送段階と、
前記伝送段階により伝送された前記溶着用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記透過性樹脂材と前記吸収性樹脂材の当接面に照射して、被溶着物の溶着を行う溶着段階と、
前記伝送段階により伝送された前記計測用レーザ光を、前記透過性樹脂材側から前記当接面に照射し、その反射光を受光して計測を行う計測段階と、
前記計測段階により得られる前記当接面における溶着部分と非溶着部分との色の違いに基づく受光エネルギーの違いから溶着判定を行う判定段階とを有することを特徴とするレーザ溶着方法。 - 前記レーザ分岐段階は、
予め設定された分岐率に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする請求項５に記載のレーザ溶着方法。 - 前記レーザ分岐段階は、
予め設定された時間に基づいて、入力された前記レーザ光の出力光路を分岐することを特徴とする請求項５に記載のレーザ溶着方法。 - 前記レーザ光のエネルギー強度を調整する調整段階を有することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載のレーザ溶着方法。
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