JP4052068B2 - レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 - Google Patents
レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4052068B2 JP4052068B2 JP2002255877A JP2002255877A JP4052068B2 JP 4052068 B2 JP4052068 B2 JP 4052068B2 JP 2002255877 A JP2002255877 A JP 2002255877A JP 2002255877 A JP2002255877 A JP 2002255877A JP 4052068 B2 JP4052068 B2 JP 4052068B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- pressing
- workpiece
- gap
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、2つのワークを互いに重ね合わせ、この重ね合わせた上部側のワークの端縁部に沿って、加工ヘッドが移動しつつレーザ光を照射してレーザ溶接を行うレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ワークの溶接位置を検出しながら溶接を行う溶接方法として、例えば特公平6−30814号公報に記載されたものがある。
【0003】
上記した溶接位置を検出する場合、ワークとして2枚の板材を重ね合わせ、その上側の板材の端縁部に沿ってレーザ溶接を行う際には、特にワークが自動車用パネル材のように3次元の複雑な形状を備えている場合には、各板材相互間に隙間が生じやすいものとなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように各板材相互間に隙間が生じていると、検出した溶接位置にレーザ光を照射しても、板材相互の継ぎ手部の接合強度が低下し、溶接品質の低下を招く。
【0005】
そこで、この発明は、互いに重ね合わせたワーク相互間に隙間が生じても、それを矯正してレーザ光を所望の溶接位置に照射し、溶接品質を向上させることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、2つのワークを互いに重ね合わせ、この重ね合わせた上側のワークの端縁部に沿って加工ヘッドが移動しつつレーザ光を照射してレーザ溶接を行うレーザ溶接方法において、前記加工ヘッドの溶接移動方向前方の前記2つのワークを互いに重ね合わせたワーク重ね合わせ部の溶接位置を溶接位置検出手段で検出するとともに、前記レーザ光の照射位置に対し前記溶接移動方向と交差する横方向付近の前記ワーク重ね合わせ部を隙間矯正手段で押圧してワーク相互の隙間を矯正し、前記溶接位置検出手段で検出した溶接位置に基づいて、前記加工ヘッドをその溶接移動方向と交差する横方向に移動させ、この横方向の移動を、前記隙間矯正手段による、前記重ね合わせた2つのワークの上側のワークに対する押圧変形量を考慮して行うものとしてある。
【0007】
【発明の効果】
この発明によれば、溶接位置検出手段で検出した溶接位置に基づいて、加工ヘッドをその溶接移動方向と交差する横方向に移動させる際に、互いに重ね合わせたワーク相互の隙間を矯正するときのワーク押圧変形量を考慮するようにしたため、ワーク相互間に隙間が生じていても、その隙間を矯正してレーザ光を所望の溶接位置に照射でき、溶接品質を向上させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0009】
図1(a)は、この発明の実施の一形態を示すレーザ溶接装置の側面図、図1(b)は、図1(a)のレーザ溶接装置による溶接位置を示す平面図である。移動手段としてのロボット1に支持される加工ヘッド3は、図1中で左方向に移動しながらレーザ光5をワークWに対して照射しつつレーザ溶接を行う。すなわち、上記左方向が溶接移動方向Aとなる。ワークWは、図2に示すように、2枚の板材7,9を重ね合わせたもので、この重ね合わせた上側の板材9の端縁部9aに沿ってレーザ溶接を行う。
【0010】
加工ヘッド3は、図示しないレーザ発振器から発振したレーザ光を光ファイバ11にてハウジング13内に導き、ハウジング13内に設けた光学系のレンズ15,17を介して前記したレーザ光5としてワークWに向けて照射する。
【0011】
上記した加工ヘッド3は、横方向移動支持手段としてのリニアモータ19によって、前記したロボット1に支持されているブラケット21に対して図1中で紙面に直交する方向に移動可能である。すなわち、加工ヘッド3は、その溶接移動方向Aと交差する横方向に移動可能である。
【0012】
上記したブラケット21は、下端が加工ヘッド3側に向けて突出するよう屈曲したローラ支持アーム部21aを備え、ローラ支持アーム部21aの図2に示してある下方への凸部21bが、隙間矯正手段としての押圧ローラ23を、支持軸25を介して回転可能に支持している。この押圧ローラ23は、レーザ光5のワークWへの照射位置近傍の各板材7,9相互の重ね合わせ部を押圧する。
【0013】
一方、前記したロボット1は、図1中で上下方向に延長される支持フレーム27を備え、この支持フレーム27に、前記したブラケット21を、押圧方向移動支持手段としてのガイド部29を介して図1中で上下方向に移動可能に支持させてある。
【0014】
また、支持フレーム27の上端には、加工ヘッド3側に向けて突出する支持アーム31を設け、支持アーム31の下面に、前記したブラケット21を図1中で下方に向けて加圧する加圧手段33を設けてある。加圧手段33としては、ブラケット21を弾性的に加圧するものであればよく、例えばスプリングのような弾性手段でよい。
【0015】
上記した加圧手段33により、ブラケット21を押圧してガイド部29に沿って下方へ移動させると、これに伴い加工ヘッド3が下降するとともに、押圧ローラ23も下降してワークWを押圧する。
【0016】
前記したロボット1における支持フレーム27の下端に、加工ヘッド3より溶接移動方向Aの前方に向けて突出するセンサ支持アーム35を設け、このセンサ支持アーム35の先端に、溶接位置検出手段としてのレーザセンサ37を設けてある。
【0017】
レーザセンサ37は、その下端のレーザ照射部39から、図1(b)に示すように、溶接移動方向Aと交差する横方向(図1(b)中で上下方向)に長いスリット状のレーザ光41をワークWの重ね合わせ部に向けて照射する。このレーザ光41の照射により、上側の板材9の端縁部9aの位置、すなわち溶接位置を検出し、この検出した溶接位置に基づいて、制御手段としてのコントローラ43が、前記したリニアモータ19を駆動し、レーザ光5が常に前記溶接位置に照射されるよう制御する。
【0018】
図1(b)中で左右方向に延長される屈曲した実線Pは、板材9の端縁部9aを示しており、この端縁部9aをレーザセンサ37により検出し、この検出した溶接位置と、ロボット1にあらかじめ教示された一点鎖線で示す直線状の溶接基準線Qとの横方向(図1(b)中で上下方向)のずれ量を算出し、このずれ量に基づいて、リニアモータ19を駆動して加工ヘッド3を横方向に移動させ、レーザ光5が実線Pに沿って照射されるようにする。
【0019】
また、ガイド部29は、加圧手段33によりブラケット21を押圧する前のブラケット21の上下方向の基準位置から、加圧手段33による押圧量、すなわち押圧ローラ23によるワークWに対する押圧量を検出する図示しないセンサを備えている。このセンサが検出した押圧量をコントローラ43が取り込んで、前記したリニアモータ19の駆動制御を行う。すなわち、コントローラ43は、加工ヘッド3の上記した横方向の移動を、押圧ローラ23によるワークWに対する押圧量を考慮して行う。
【0020】
次に作用を説明する。加工ヘッド3を備えたロボット1が溶接移動方向Aに向けて移動し、このとき加圧手段33のブラケット21への下方への加圧力により、ブラケット21に取り付けてある押圧ローラ23が、2枚の板材7,9相互の重ね合わせ部を押圧しながら回転しつつ移動する。
【0021】
ここで、図1(a)に示すように、2枚の板材7,9は、溶接前のワークセット時に、相互間に隙間Sが生じる場合があり、上記した押圧ローラ23のワークWへの押圧動作により、上記した隙間Sを矯正する。そして、この押圧量すなわち、ブラケット21の下方への移動量は、前記した図示しないセンサが検出し、この検出値がコントローラ43に入力される。
【0022】
上記した加工ヘッド3の溶接移動方向Aに向けての移動時には、レーザセンサ37により溶接位置である前記上側の板材9の端縁部9aを検出し、この検出した溶接位置に、レーザ光5が常に照射されるように、コントローラ43がリニアモータ19を駆動制御して、加工ヘッド3を図1(a)中で紙面に直交する方向に移動させる。
【0023】
ここで、図2におけるスリット状のレーザ光41のスリット長方向(図1(b)の上下方向)に沿うワークWの断面図である図3(a)に示すように、レーザ光5の照射向き(レーザ光中心軸T)が、上側の板材9の面に対する垂線Rに対して、角度θだけ図3(a)中で左側に傾いている場合を考える。レーザ光5に、このような傾きを与えることで、溶接時に発生する異物を溶接位置から離れた方向に飛ばすことができる。
【0024】
このとき、押圧ローラ23により上側の板材9を、隙間Sを矯正するために押圧するので、板材9が2点鎖線位置まで変形し、レーザ光5の照射すべき位置は、上側の板材9の端縁部9aと下側の板材7の表面とが接触する点PBとなる。したがって、レーザセンサ37で検出したワーク押圧前の溶接位置となる板材9の端縁部9a(図3(a)中の点P0)に向けてレーザ光5を照射すると、実際の溶接点PBに対し、εだけ横方向にずれを生じる。
【0025】
ここで、板材7,9相互間の板材9の板厚を含む初期隙間寸法をDとすると、上記したずれ量εは、DTanθとなる。初期隙間寸法Dが0.5〜1mmの間を変動し、θ=5°とすると、狙い誤差(ずれ量ε)は0.16mm生じる。これは、継手端部をレーザで隅肉溶接する際に必要な狙い精度のおよそ40%の大きさであり、溶接品質の低下を招く。
【0026】
この際、図3(b)に示すように、レーザセンサ37で検出したワークWの形状から、上側の板材9の端縁部9aにおける継手端部P0および上側の板材9の表面上の点P3、下側の板材7上の点P1、P2を、それぞれ抽出する。なお、点P1は、レーザ光5の中心軸の延長線と板材7の表面との交点である。
【0027】
一方、発生している隙間Sは、レーザ溶接点近傍においては押圧ローラ23によって、前述したように板材9の面に垂直な方向に押圧して矯正される。このため、上記抽出した形状の特徴点のうち、P0−P3から板材9の面方向を算出し、その面の垂線RとP1−P2直線の延長線との交点PBを、レーザ光5の狙い位置として設定する。つまり、コントローラ43は、加工ヘッド3が上記したεだけ図3中で左方向に移動するように、リニアモータ19を駆動制御する。
【0028】
すなわち、コントローラ43は、押圧ローラ23によるワークWに対する押圧量(隙間Sの寸法Dに相当)と、上側の板材9の板厚と、レーザセンサ37が検出した溶接位置とに基づいて、板材9の端縁部9aの押圧ローラ23に押されることによる変形位置PBを算出し、この算出した端縁部9aの変形位置PBに、レーザ光5を照射するように、加工ヘッド3をその溶接移動方向Aと直交する方向に移動させる。
【0029】
これにより、各板材7,9相互間に隙間Sが生じても、この隙間Sを矯正してレーザ光5を所望の溶接位置に照射でき、溶接品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はこの発明の実施の一形態を示すレーザ溶接装置の側面図、(b)は(a)のレーザ溶接装置による溶接位置を示す同平面図である。
【図2】図1のレーザ溶接装置によりレーザ溶接を行っている状態を示す斜視図である。
【図3】(a)は図2におけるスリット状のレーザセンサのスリット長方向に沿うワークの断面図、(b)は隙間が発生することによる溶接位置のずれを補正するための動作を示す説明図である。
【符号の説明】
3 加工ヘッド
5 レーザ光
7,9 板材(ワーク)
9a 上側の板材の端縁部
19 リニアモータ(横方向移動支持手段)
23 押圧ローラ(隙間矯正手段)
29 ガイド部(押圧方向移動支持手段)
33 加圧手段
37 レーザセンサ(溶接位置検出手段)
43 コントローラ(制御手段)
S 板材相互の隙間(ワーク相互の隙間)
Claims (5)
- 2つのワークを互いに重ね合わせ、この重ね合わせた上側のワークの端縁部に沿って加工ヘッドが移動しつつレーザ光を照射してレーザ溶接を行うレーザ溶接方法において、前記加工ヘッドの溶接移動方向前方の前記2つのワークを互いに重ね合わせたワーク重ね合わせ部の溶接位置を溶接位置検出手段で検出するとともに、前記レーザ光の照射位置に対し前記溶接移動方向と交差する横方向付近の前記ワーク重ね合わせ部を隙間矯正手段で押圧してワーク相互の隙間を矯正し、前記溶接位置検出手段で検出した溶接位置に基づいて、前記加工ヘッドをその溶接移動方向と交差する横方向に移動させ、この横方向の移動を、前記隙間矯正手段による、前記重ね合わせた2つのワークの上側のワークに対する押圧変形量を考慮して行うことを特徴とするレーザ溶接方法。
- 前記隙間矯正手段によるワークに対する押圧変形量と、前記上側のワークの板厚と、前記溶接位置検出手段が検出した溶接位置とに基づいて、前記上側のワークの端縁部の前記隙間矯正手段に押圧されることによる変形位置を算出し、この算出した前記端縁部の変形位置を基に、前記加工ヘッドをその溶接移動方向と交差する横方向に移動させることを特徴とする請求項1記載のレーザ溶接方法。
- 2つのワークを互いに重ね合わせ、この重ね合わせた上側のワークの端縁部に沿って、加工ヘッドが移動手段に支持されて移動しつつレーザ光を照射してレーザ溶接を行うレーザ溶接装置において、前記加工ヘッドの溶接移動方向前方の前記2つのワークを互いに重ね合わせたワーク重ね合わせ部の溶接位置を検出する溶接位置検出手段と、前記レーザ光の照射位置に対し前記溶接移動方向と交差する横方向付近の前記ワーク重ね合わせ部を押圧する隙間矯正手段と、前記加工ヘッドおよび隙間矯正手段を、この隙間矯正手段によるワーク押圧方向に移動可能に支持する押圧方向移動支持手段と、前記加工ヘッドを、その溶接移動方向と交差する横方向に移動可能に支持する横方向移動支持手段と、前記溶接位置検出手段が検出した溶接位置に基づいて、前記加工ヘッドをその溶接移動方向と交差する横方向に移動させる動作を、前記隙間矯正手段による、前記重ね合わせた2つのワークの上側のワークに対する押圧変形量を考慮して行う制御手段とを有することを特徴とするレーザ溶接装置。
- 前記制御手段は、前記隙間矯正手段によるワークに対する押圧変形量と、前記上側のワークの板厚と、前記溶接位置検出手段が検出した溶接位置とに基づいて、前記上側のワークの端縁部の前記隙間矯正手段に押圧されることによる変形位置を算出し、この算出した前記端縁部の変形位置を基に、前記加工ヘッドをその溶接移動方向と交差する横方向に移動させることを特徴とする請求項3記載のレーザ溶接装置。
- 前記溶接位置検出手段を、前記移動手段に支持させるとともに、前記加工ヘッドを、前記横方向移動支持手段および押圧方向移動支持手段を介して前記移動手段に支持させ、この移動手段に、前記隙間矯正手段を、前記加工ヘッドとともに隙間矯正手段の押圧方向に押し付ける加圧手段を設けたことを特徴とする請求項4記載のレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002255877A JP4052068B2 (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002255877A JP4052068B2 (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004090054A JP2004090054A (ja) | 2004-03-25 |
JP4052068B2 true JP4052068B2 (ja) | 2008-02-27 |
Family
ID=32061256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002255877A Expired - Fee Related JP4052068B2 (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4052068B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100986064B1 (ko) | 2008-04-21 | 2010-10-07 | 기아자동차주식회사 | 레이저 용접기 |
JP5353087B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2013-11-27 | スズキ株式会社 | レーザ溶接用隙間制御装置 |
WO2016181499A1 (ja) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機 |
-
2002
- 2002-08-30 JP JP2002255877A patent/JP4052068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004090054A (ja) | 2004-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100515627B1 (ko) | 레이저 용접방법 및 레이저 용접장치 | |
JP2013530837A (ja) | 金属薄板部分をレーザ接合する方法および装置 | |
JP2004359069A (ja) | 自動車用ウインドガラスの取付方法及び装置 | |
JP4688634B2 (ja) | レーザ溶接方法とレーザ溶接装置 | |
JP4052068B2 (ja) | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
JP2007000909A (ja) | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 | |
JP4026466B2 (ja) | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 | |
CN109604775B (zh) | 水平角焊装置以及水平角焊方法 | |
JP3596329B2 (ja) | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 | |
KR102297694B1 (ko) | 박판 용접장치 | |
JP3555612B2 (ja) | レーザブレージング加工方法および加工装置 | |
JP2007014974A (ja) | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
JPH11226763A (ja) | レーザ溶接装置 | |
JPWO2004087360A1 (ja) | プロジェクション溶接装置及びプロジェクション溶接方法 | |
JPH1133760A (ja) | ブランク材の突き合わせ溶接装置 | |
JP2000288756A (ja) | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 | |
JP3778007B2 (ja) | ブランク材のギャップ矯正装置 | |
JP4127614B2 (ja) | レーザ溶接装置および溶接方法 | |
KR101230365B1 (ko) | 마찰교반용접 제어장치 | |
JPH11277263A (ja) | レーザ溶接装置におけるティーチング方法、レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
JP3402930B2 (ja) | シーム溶接線自動倣い装置 | |
JP2004322170A (ja) | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
JP7345077B1 (ja) | 加工機 | |
JP2004025219A (ja) | レーザ溶接加工装置及びレーザ溶接加工方法 | |
JP7303494B2 (ja) | レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050624 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070417 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070601 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071113 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071126 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101214 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111214 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121214 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121214 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131214 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |