JP4192573B2 - レーザ溶接方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合せた溶接対象物の重合部をレーザ溶接するレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、重ね合せた少なくとも２つの溶接対象物間の重合部をレーザ溶接するには、図１０（Ａ）に示すように上下に重ね合わされた溶接対象物２０,２１のうち上部の溶接対象物２０の端部角部２０ａに向けてレーザビーム２３を照射し、図１０（Ｂ）に示すように上部溶接対象物２０の端部角部２０ａの一部を溶融し、その溶融物２０ｂにより上下の溶接対象物２０，２１の重合部に隅肉溶接を行っている。また、レーザビーム２３は図１０（Ａ）に示すように、垂直方向に対して１５°程度傾けることにより上部溶接対象物２０の端部角部２０ａに照射している。また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上部溶接対象物２０を治具２４により圧下して、該上部溶接対象物２０を下部溶接対象物２１の重合部に密着させ、その重合部に隙間をなくしている。
【０００３】
しかしながら、図１０（Ｃ）に示すように、上下の溶接対象物２０，２１間に製造公差を超えた隙間Ｓが形成されてしまった場合には、該隙間Ｓを溶接治具２４により完全に修正することができず、溶融物２０ｂにより溶接対象物間２０，２１間の隙間Ｓを完全に埋めて溶接することは不可能となる。
【０００４】
上記の問題点を解決する技術が下記特許文献1に開示されている。下記特許文献１の技術は、溶接対象物のギャップ幅に応じて溶接条件を制御するという内容のものである。下記特許文献１では、前記溶接条件の制御として、溶接電流,溶接電圧,溶接速度及び溶接トーチ先端のオフセット量のうち少なくとも１つの量を制御している。
【特許文献１】
特開平７−０８０６４３号公報
【０００５】
これは、上記特許文献１では、上下に重ね合わされた溶接対象物間に形成されるギャップ量に応じて溶接部位を変更しないことに起因する。また、特許文献１では、オフセット量を実際にどのように変更するかが具体的に開示されていないものである。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、溶接対象物間の重合部に形成される隙間を完全に埋め込むのに必要な溶接対象物の溶融量を確保してレーザ溶接するレーザ溶接方法及びその装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接方法において、前記溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更するという構成を採っている。
【０００８】
請求項1に記載の発明では、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該ギャップ量に対応して、隅肉溶接位置に対するレーザビームの照射位置の距離が変更されることとなる。
【０００９】
したがって、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、溶接品質を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、隅肉溶接位置からオフセットさせた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大するという構成を採っている。
【００１１】
請求項２の発明では、レーザビームの照射位置が隅肉溶接位置に固定されることがなく、必要に応じて溶融範囲が拡大される。
【００１２】
したがって、充分な溶融量を確保して、隙間が生じた溶接対象物間の重合部を確実に溶接することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、溶融範囲を拡大して溶接対象物を溶融させて、これを溶接対象物間の隙間に埋設するという構成を採っている。
【００１４】
したがって、溶接対象物間の隙間を完全に埋め込むに必要な溶融量を確保することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、レーザ溶接の進行前方位置において、前記ギャップ量を、前記溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測するという構成を採っている。
【００１６】
請求項４の発明によれば、レーザ溶接進行前方位置において、ギャップ量を、溶接対象物の板厚方向での隙間寸法として計測するため、リアルタイムでギャップ量を正確に計測することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、ギャップ量に基いて変更した距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更するという構成を採っている。
【００１８】
請求項５の発明によれば、ギャップ量に対応してレーザビームの出力,溶接速度がリアルタイムで変更することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接装置において、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測する計測手段と、計測手段が計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更する照射位置制御手段とを有するという構成を採っている。
【００２０】
請求項６の発明では、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該ギャップ量に対応して、隅肉溶接位置とレーザビームの照射位置との距離が変更される。
【００２１】
したがって、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、溶接品質を向上させることができる。
【００２２】
また照射位置制御手段は、隅肉溶接位置からオフセットさせた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大する機能を備えていることが望ましいものであり、計測手段は、前記ギャップ量を溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測するものであることが望ましいものである。また、照射位置制御手段は、ギャップ量に基いて変更した前記距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更する機能を備えていることが望ましいものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基いて説明する。図１に示す本発明に係るレーザ溶接装置における溶接ロボットＲは、溶接トーチを３次元方向に位置制御してレーザ溶接を行う汎用のものを用いているため、溶接トーチを３次元方向に位置制御する機構のみを図７に基いて説明する。図７に示すように、横梁１が水平に保持されて３次元のＹ方向に移動可能に支持され、移動体２が水平な横梁１にＸ方向に摺動可能に支持されている。さらに、移動体２には、縦梁３がＺ方向に移動可能に支持されている。なお、横梁１の両端を支えてＹ方向に移動可能に支持する構造は、汎用のものであるので省略してある。また、縦梁３は、鳩尾状案内面としてのアリ溝を使って移動体２に移動可能に支持しているが、この構造のものに限定されるものではなく、縦梁３と移動体２の間には、縦梁３が移動体２から下方へ脱落するのを防止する手段（汎用のものであるため図示略）が講じられている。
【００２４】
上述したＸ,Ｙ及びＺ方向は互いに直交する方向に向いており、Ｘ方向は溶接をしながら移動体２が進行する方向（図中の前後方向）に設定し、Ｙ方向は溶接位置の距離を変更する方向（図中の左右方向）に設定し、かつＺ方向は図中の上下方向に設定し、縦梁３の下端部が直交するＸ,Ｙ及びＺ方向に沿って溶接対象物に対して前後，上下及び左右方向に移動するようになっている。そして、縦梁３の下端部には、溶接トーチ４と計測手段をなすレーザカメラ５とが設置されている。これらの溶接トーチ４とレーザカメラ５との配置関係は、図１において溶接トーチ４をＸ方向に沿って溶接対象物６,７の重合部Ａに溶接を行う際に溶接トーチ４よりも前方位置（レーザ溶接の進行前方位置）で溶接されていない状態の重合部Ａの画像を取り込むような位置関係になっている。
【００２５】
計測手段をなすレーザカメラ５について説明する。図８に示すように、計測手段をなすレーザカメラ５は、レーザダイオード５ａと、レンズ５ｂと、集光レンズ５ｃと、画像表示部５ｄとからなっている。そして、レーザダイオード５ａからレンズ５ｂに通してレーザ光５ｅを溶接対象物６,７の重合部Ａに照射し、該重合部Ａでの反射光を集光レンズ５ｃで集光し、これを電気信号に変換して画像表示部５ｄに表示する。画像表示部５ｄには、重ね合せた溶接対象物６,７の稜線６ａ，７ａが、その高さの違いに応じて上下方向に離れて表示されるようになっている。２つの溶接対象物６,７間の重合部Ａに隙間がなく密着している場合には、上部の溶接対象物６の稜線６ａが下部の溶接対象物７の稜線７ａの位置より上部の溶接対象物６の板厚ｔの分だけずれた位置に表示される。
【００２６】
さらに、溶接ロボットＲには、照射位置制御手段を有している。この照射位置制御手段は、レーザカメラ５からのデータに基づいて算出したギャップ量Ｇ１に対応して、隅肉溶接位置に対する溶接トーチ４からのレーザビーム４ａの照射位置の距離ｙを変更する機能を有している。ここに、上記ギャップ量Ｇ１は、溶接対象物６，７間に形成されるギャップ量であり、以下、このギャップ量Ｇ１を計測ギャップ量という。
【００２７】
上述した照射位置制御手段は、溶接トーチ４からのレーザビーム４ａの光路を調節するウインドウ８と、ウインドウ８の傾斜角を変更するガルバノメータ８ｂと、演算部Ｂとから構成されている。
【００２８】
上記ウインドウ８は図１及び図２に示すように、溶接トーチ４から溶接対象物６，７の重合部Ａに向けて照射されるレーザービーム４ａの光路中に設けられ、水平軸８ａの周りに回転される。ウインドウ８は、厚みｗ，屈折率ｎであって、溶接トーチ４からのレーザビーム４ａを透過する性質を有し、予めレーザビーム４ａの光軸に対してｒ°傾斜した実線で示す姿勢に設けてあり、その屈折率ｎによりレーザビーム４ａを溶接対象物の端部角部に設定した隅肉溶接位置ｙ１に向けて屈折させるようになっている。また、ウインドウ８は、水平軸８ａの周りに逆方向にｒ°回転されて点線で示す水平姿勢になったときに、レーザビーム４ａを屈折させずにそのまま透過させることにより、上記隅肉溶接位置（溶接対象物の端部角部）ｙ１より内側の位置に距離ｙを変更してオフセットした照射位置ｙ２に向けて照射するようになっている。上記ｒ°は、計測ギャップＧ１に基づいて設定されるオフセット量ｙに対応して種々変更される。ここで、上記内側とは、重ね合わされた溶接対象物６，７の内の溶接トーチ４側となる溶接対象物６の側で隅肉溶接位置ｙ１から離間する方向を意味する。
【００２９】
上記ガルバノメータ８ｂは、ウインドウ８の水平軸８ａに連動し、水平軸８ａを正逆回転させることにより、レーザ光４ａの光路に対するウインドウ８の姿勢（傾き角度）を制御している。
【００３０】
上記演算部Ｂはパソコン（Personal Computer）により構成されており、具体的には図１に示すように、少なくとも中央処理装置９と、メインメモリ１０と、サブメモリ１１と、入力データを入力する入力装置１２と、中央処理装置９で演算処理された結果を出力する出力装置１３と、ファイル装置１４とから構成されている。
【００３１】
メインメモリ１０には、中央処理装置９が演算処理するための制御プログラムが記憶され、サブメモリ１１には、ガルバノメータ８ｂからの角度信号やレーザカメラ５からの計測データＣなどが一時的に記憶される。また、ファイル装置１４には、重ね合わされる溶接対象物６，７のうち上層の溶接対象物６の板厚ｔのデータ，溶接トーチ４からのレーザビーム４ａの波長，ウインドウ８の屈折率ｎ，ウインドウ８の厚みｗなどのデータファイルと、図４（ａ）に示すような予め設定されたギャップ量Ｇとオフセット量ｙとの関係を示すデータファイルＤなどが記憶されている。以下、上記予め設定されたギャップ量Ｇを設定ギャップ量という。また、図４（ａ）に示すデータファイルＤでは、上層の溶接対象物６の板厚ｔを３ｍｍに設定している。図４（ａ）のデータファイルでは、設定ギャップ量Ｇが０．５ｍｍ以下であるとき、オフセット量ｙを０ｍｍに設定し、設定ギャップ量Ｇが０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ未満であるとき、オフセット量ｙを０．２ｍｍに設定し、設定ギャップ量Ｇが０８ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であるとき、オフセット量ｙを０．５ｍｍに設定し、設定ギャップ量Ｇが１．０ｍｍであるとき、オフセット量ｙを１０５ｍｍに設定している。
【００３２】
なお、図４（ａ）に示すデータファイルＤは一例を示すものであり、しかも、溶接対象物６の板厚ｔが３ｍｍの場合における設定ギャップ量Ｇとオフセット量ｙとを対応させたものである。さらに、この図４（ａ）のデータファイルＤでは、設定ギャップ量Ｇが０．２ｍｍ以下までは、通常の隅肉溶接位置で対応可能であるとして設定している。しかし、この図４（ａ）のデータファイルＤは一例を示すものであり、これに限られるものではなく、また、設定ギャップ量Ｇが０．２ｍｍ以下では照射位置のオフセットを行わないように設定しているが、オフセットを行う基準寸法は上述した数値に限られるものではない。
【００３３】
また、レーザカメラ５，演算部Ｂなどにより、レーザカメラ５からの計測データＣに基づいて、図９に示すように溶接治具１４で上層の溶接対象物６を下層の溶接対象物７に密着させる方向に押圧した後の２つの溶接対象物６，７間に形成される計測ギャップ量Ｇ１を計測する計測手段が構成される。なお、レーザカメラ５から出力される計測データＣの寸法データは、図１及び図２に示す上層の溶接対象物６の板厚ｔに、２つの溶接対象物６，７間に形成される計測ギャップＧ１を加えた寸法データである。
【００３４】
次に、本発明に係るレーザ溶接装置を用いて上下に重ね合せた溶接対象物の重合部に溶接を行う動作を図３に基いて説明する。図３においては、図４(ａ)に示すデータファイルＤを用い、設定ギャップ量Ｇが０．５ｍｍ以上の場合にオフセット動作を行って溶接処理を行うようになっている。予め図４（ａ）のデータファイルＤを用いるために必要なデータ（例えば、ウインドウ８の厚みｗ，ウインドウ８の屈折率ｎ，溶接トーチ４の出射するレーザビーム４ａの波長λなどのデータ）を入力装置１２を使って入力し、これらをファイル装置１４に記憶する。
【００３５】
次に、重ね合せた溶接対象物６，７の重合部ＡをＸ方向に沿って溶接トーチ４で倣い、溶接ロボットにティチングを行う。このティチングは、溶接対象物６，７の重合部Ａに０．５ｍｍ以上の隙間がないことを前提とするものである。溶接ロボットにティチングを行った後に溶接ロボットを動作して溶接を行う。
【００３６】
先ず、入力装置１２から溶接開始信号が入力されると、図１に示す中央処理装置９は、メインメモリ１０から制御プログラムを読み出し、動作モードに切替える。そして、中央処理装置９は、レーザカメラ５や溶接ロボットＲへの指令信号を出力装置１３に出力する。
【００３７】
レーザカメラ５は、出力装置１３からの指令を受信すると、レーザダイオード５ａを起動してレーザ光５ｅを溶接対象物６，７の重合部Ａにレーザ溶接の進行前方位置から照射し、未だレーザ溶接されていない溶接対象物６，７の重合部Ａでの隙間、すなわち計測ギャップ量Ｇ１を監視する状態を整える。一方、溶接ロボットＲは、出力装置１３からの指令を受信すると、予めティチングされた記憶データに基いて溶接トーチ４を溶接開始位置に位置決めし、ティチング内容に基いて溶接を開始する（図３のステップＳ１）。
【００３８】
溶接が開始されて溶接トーチ４がＸ方向に移動する際に、レーザカメラ５は、溶接トーチ４が進行する前方位置で溶接対象物６，７の重合部Ａにギャップ（隙間）が発生していないかどうかを監視し、その結果をサブメモリ１１に出力させる。すなわち、レーザカメラ５は、溶接対象物６，７の重合部Ａからの反射光を受光すると、その重合部Ａでの反射光を集光レンズ５ｃで集光し、これを電気信号に変換して画像表示部５ｄに表示する。画像表示部５ｄには、重ね合せた溶接対象物６,７の板厚を示す稜線６ａ，７ａが表示され、このデータ（計測データＣ）をサブメモリ１１に出力する。一方、サブメモリ１１では、レーザカメラ５からのデータ（計測データＣ）を一時的に記憶する（図３のステップＳ２）。
【００３９】
中央処理装置９は、メインメモリ１０から読み出した制御プログラムに基いて、ファイル装置１４に記憶されている一方の溶接対象物６の板厚寸法ｔ、及び図４（ａ）に示すテーブルデータＤを読み出し、かつサブメモリ１１に記憶されているレーザカメラ５からの計測データＣを読み出す。そして、中央処理装置９は、サブメモリ１１から読み出した計測データＣから一方の溶接対象物６の板厚寸法ｔを差し引いて計測ギャップ量Ｇ１を算出し、その算出した計測ギャップ量Ｇ１と図４（ａ）に示すテーブルデータＤに設定されている設定ギャップＧとを比較して、計測ギャップ量Ｇ１に対応するオフセット量ｙを割り出す。
【００４０】
中央処理装置９は、算出した計測ギャップ量Ｇ１が設定ギャップ量Ｇである０．５ｍｍ以下である場合には、溶接対象物６，７の重合部Ａに形成される計測ギャップ量Ｇ１が製造公差の範囲内であるとして、オフセット量ｙを「０」に設定する（図３のステップＳ３；イエス（ＹＥＳ））。
【００４１】
溶接ロボットＲは、出力装置１３を通して中央処理装置９からオフセット量ｙが「０」である旨の信号を受信すると、予め教示されているティチングの内容に基いて溶接を行う（図３のステップＳ４）。すなわち、溶接ロボットＲは図５に示すように、上下に重ねられた溶接対象物６，７の重合部Ａに隙間がない（上記例では隙間が０．５ｍｍ以下）場合には、溶接トーチ４からのレーザビーム４ａが上層の溶接対象物６の端部角部の隅肉溶接位置ｙ１に照射されるように上述した照射位置制御手段で溶接トーチ４の位置制御を行い、溶接トーチ４からレーザビーム４ａを飛ばして隅肉溶接を行う。溶接トーチ４をＸ方向に移動させ上記動作を繰返して行い溶接処理を進行させる（図３のステップＳ４）。
【００４２】
一方、中央処理装置９は、上記レーザカメラ５からの計測データＣから溶接対象物６の板厚ｔを差し引いた差分が計測ギャップ量Ｇ１の０．５ｍｍより大きい場合には、２つの溶接対象物６，７の重合部Ａに製造公差を超えた隙間が形成されて溶接対象物６，７間が離れていると判断し、上記算出した計測ギャップ量Ｇ１と図４（ａ）のデータファイルＤの設定ギャップＧとを比較して、オフセット量ｙを設定する（図３のステップＳ３；ノー（ＮＯ）、ステップＳ５）。
【００４３】
そして、中央処理装置９は、ファイル装置１４に記憶されている図４（ａ）に示すテーブルデータＤに基いて、上記計測ギャップ量Ｇ１に対応するオフセット量ｙを決定するための演算を行い、その結果を出力装置１３に出力する。また、中央処理装置９から出力装置１３には、レーザビームの出力，溶接速度を変更する抑制指令が出力される。ここに、オフセット量ｙは、上層の溶接対象物６側での隅肉溶接位置ｙ１に対する内側への距離である。
【００４４】
中央処理装置９から出力装置１３にオフセット量ｙが出力されると、ガルバノメータ８ｂは図６に示すように、上記オフセット量ｙに応じてウインドウ８を水平な回転軸８ａの周りに回転させる。これにより、図９（Ａ）に示すように溶接トーチ４からのレーザ光４ａの光路が偏光されて、オフセット量ｙに対応してレーザ光４ａの照射位置が溶接対象物６の端部角部の隅肉溶接位置ｙ１から内側への距離が変更され、上記隅肉溶接位置ｙ１からオフセットさせた領域（オフセット位置ｙ２）にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大することとなる（図３のステップＳ６）。
【００４５】
溶接ロボットは、中央処理装置９から出力装置１３を介して出力される、レーザビームの出力増加指令，溶接速度の抑制指令に基いて、溶接に要する総エネルギ量を増大して溶接対象物６，７の端部から距離が変更された領域（オフセット位置ｙ２）まで溶融させる。
【００４６】
この場合、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、溶接トーチ４からのレーザ光４ａは、溶接対象物６の隅肉溶接位置ｙ１から内側にオフセットされた位置ｙ２までの範囲を溶融させるため、隅肉溶接位置ｙ１における溶融量と比較して溶融量が増加する。このため図９（Ｄ）に示すように、この溶融物２０ｃにより溶接対象物６，７間に形成された隙間Ｓが塞がれて溶接対象物６,７間が完全に隙間なく溶接される。これによりオフセットさせた溶接が完了する（ステップＳ７）。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接方法において、前記 溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更するという構成を採っているため、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、溶接品質を向上させることができる。
【００４８】
請求項２に記載の発明は、隅肉溶接位置から内側へ変更（オフセット）させた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大するという構成を採っているため、充分な溶融量を確保して、隙間が生じた溶接対象物間の重合部を確実に溶接することができる。
【００４９】
請求項３に記載の発明は、溶融範囲を拡大して溶接対象物を溶融させて、これを溶接対象物間の隙間に埋設するという構成を採っているため、溶接対象物間の隙間を完全に埋め込むに必要な溶融量を確保することができる。
【００５０】
請求項４に記載の発明は、レーザ溶接の進行前方位置において、前記ギャップ量を、前記溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測するという構成を採っているため、リアルタイムでギャップ量を正確に計測することができる。
【００５１】
請求項５に記載の発明は、ギャップ量に基いて変更した距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更するという構成を採っているため、ギャップ量に対応してレーザビームの出力,溶接速度がリアルタイムで変更することができる。
【００５２】
請求項６に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接装置において、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測する計測手段と、計測手段が計測したギャップ量に対応して、隅肉溶接位置に対するレーザビームの照射位置の距離を変更する照射制御手段とを有するという構成を採っているため、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、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】本発明に係るレーザ溶接装置における溶接状態と、レーザ光の照射位置制御手段の構成とを示すブロック図である。
【図２】本発明において、溶接位置をオフセットさせて溶接を行う場合を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るレーザ溶接装置を用いて溶接を行う処理を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、ギャップ量とオフセット量との一例を示すテーブルデータを示す図、（ｂ）は各寸法を説明する図である。
【図５】本発明において、オフセットさせずに溶接を行う状態を示す斜視図である。
【図６】本発明において、オフセットさせて溶接を行う状態を示す斜視図である。
【図７】本発明に用いた溶接ロボットにおける溶接トーチとレーザカメラとの関係を示す斜視図である。
【図８】本発明に用いた計測手段としてのレーザカメラの主要な構成を示す斜視図である。
【図９】本発明において、オフセットさせて溶接を行う状態を工程順に示す断面図である。
【図１０】従来例における溶接状態を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
２ 移動体
４ 溶接トーチ
５ レーザカメラ
６，７ 溶接対象物
８ ウインドウ
９ 中央処理装置
１０ メインメモリ
１１ サブメモリ
１２ 入力装置
１３ 出力装置
１４ ファイル装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合せた溶接対象物の重合部をレーザ溶接するレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、重ね合せた少なくとも２つの溶接対象物間の重合部をレーザ溶接するには、図１０（Ａ）に示すように上下に重ね合わされた溶接対象物２０,２１のうち上部の溶接対象物２０の端部角部２０ａに向けてレーザビーム２３を照射し、図１０（Ｂ）に示すように上部溶接対象物２０の端部角部２０ａの一部を溶融し、その溶融物２０ｂにより上下の溶接対象物２０，２１の重合部に隅肉溶接を行っている。また、レーザビーム２３は図１０（Ａ）に示すように、垂直方向に対して１５°程度傾けることにより上部溶接対象物２０の端部角部２０ａに照射している。また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上部溶接対象物２０を治具２４により圧下して、該上部溶接対象物２０を下部溶接対象物２１の重合部に密着させ、その重合部に隙間をなくしている。
【０００３】
しかしながら、図１０（Ｃ）に示すように、上下の溶接対象物２０，２１間に製造公差を超えた隙間Ｓが形成されてしまった場合には、該隙間Ｓを溶接治具２４により完全に修正することができず、溶融物２０ｂにより溶接対象物間２０，２１間の隙間Ｓを完全に埋めて溶接することは不可能となる。
【０００４】
上記の問題点を解決する技術が下記特許文献1に開示されている。下記特許文献１の技術は、溶接対象物のギャップ幅に応じて溶接条件を制御するという内容のものである。下記特許文献１では、前記溶接条件の制御として、溶接電流,溶接電圧,溶接速度及び溶接トーチ先端のオフセット量のうち少なくとも１つの量を制御している。
【特許文献１】
特開平７−０８０６４３号公報
【０００５】
これは、上記特許文献１では、上下に重ね合わされた溶接対象物間に形成されるギャップ量に応じて溶接部位を変更しないことに起因する。また、特許文献１では、オフセット量を実際にどのように変更するかが具体的に開示されていないものである。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、溶接対象物間の重合部に形成される隙間を完全に埋め込むのに必要な溶接対象物の溶融量を確保してレーザ溶接するレーザ溶接方法及びその装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接方法において、前記溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更するという構成を採っている。
【０００８】
請求項1に記載の発明では、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該ギャップ量に対応して、隅肉溶接位置に対するレーザビームの照射位置の距離が変更されることとなる。
【０００９】
したがって、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、溶接品質を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、隅肉溶接位置からオフセットさせた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大するという構成を採っている。
【００１１】
請求項２の発明では、レーザビームの照射位置が隅肉溶接位置に固定されることがなく、必要に応じて溶融範囲が拡大される。
【００１２】
したがって、充分な溶融量を確保して、隙間が生じた溶接対象物間の重合部を確実に溶接することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、溶融範囲を拡大して溶接対象物を溶融させて、これを溶接対象物間の隙間に埋設するという構成を採っている。
【００１４】
したがって、溶接対象物間の隙間を完全に埋め込むに必要な溶融量を確保することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、レーザ溶接の進行前方位置において、前記ギャップ量を、前記溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測するという構成を採っている。
【００１６】
請求項４の発明によれば、レーザ溶接進行前方位置において、ギャップ量を、溶接対象物の板厚方向での隙間寸法として計測するため、リアルタイムでギャップ量を正確に計測することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、ギャップ量に基いて変更した距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更するという構成を採っている。
【００１８】
請求項５の発明によれば、ギャップ量に対応してレーザビームの出力,溶接速度がリアルタイムで変更することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接装置において、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測する計測手段と、計測手段が計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更する照射位置制御手段とを有するという構成を採っている。
【００２０】
請求項６の発明では、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該ギャップ量に対応して、隅肉溶接位置とレーザビームの照射位置との距離が変更される。
【００２１】
したがって、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、溶接品質を向上させることができる。
【００２２】
また照射位置制御手段は、隅肉溶接位置からオフセットさせた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大する機能を備えていることが望ましいものであり、計測手段は、前記ギャップ量を溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測するものであることが望ましいものである。また、照射位置制御手段は、ギャップ量に基いて変更した前記距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更する機能を備えていることが望ましいものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基いて説明する。図１に示す本発明に係るレーザ溶接装置における溶接ロボットＲは、溶接トーチを３次元方向に位置制御してレーザ溶接を行う汎用のものを用いているため、溶接トーチを３次元方向に位置制御する機構のみを図７に基いて説明する。図７に示すように、横梁１が水平に保持されて３次元のＹ方向に移動可能に支持され、移動体２が水平な横梁１にＸ方向に摺動可能に支持されている。さらに、移動体２には、縦梁３がＺ方向に移動可能に支持されている。なお、横梁１の両端を支えてＹ方向に移動可能に支持する構造は、汎用のものであるので省略してある。また、縦梁３は、鳩尾状案内面としてのアリ溝を使って移動体２に移動可能に支持しているが、この構造のものに限定されるものではなく、縦梁３と移動体２の間には、縦梁３が移動体２から下方へ脱落するのを防止する手段（汎用のものであるため図示略）が講じられている。
【００２４】
上述したＸ,Ｙ及びＺ方向は互いに直交する方向に向いており、Ｘ方向は溶接をしながら移動体２が進行する方向（図中の前後方向）に設定し、Ｙ方向は溶接位置の距離を変更する方向（図中の左右方向）に設定し、かつＺ方向は図中の上下方向に設定し、縦梁３の下端部が直交するＸ,Ｙ及びＺ方向に沿って溶接対象物に対して前後，上下及び左右方向に移動するようになっている。そして、縦梁３の下端部には、溶接トーチ４と計測手段をなすレーザカメラ５とが設置されている。これらの溶接トーチ４とレーザカメラ５との配置関係は、図１において溶接トーチ４をＸ方向に沿って溶接対象物６,７の重合部Ａに溶接を行う際に溶接トーチ４よりも前方位置（レーザ溶接の進行前方位置）で溶接されていない状態の重合部Ａの画像を取り込むような位置関係になっている。
【００２５】
計測手段をなすレーザカメラ５について説明する。図８に示すように、計測手段をなすレーザカメラ５は、レーザダイオード５ａと、レンズ５ｂと、集光レンズ５ｃと、画像表示部５ｄとからなっている。そして、レーザダイオード５ａからレンズ５ｂに通してレーザ光５ｅを溶接対象物６,７の重合部Ａに照射し、該重合部Ａでの反射光を集光レンズ５ｃで集光し、これを電気信号に変換して画像表示部５ｄに表示する。画像表示部５ｄには、重ね合せた溶接対象物６,７の稜線６ａ，７ａが、その高さの違いに応じて上下方向に離れて表示されるようになっている。２つの溶接対象物６,７間の重合部Ａに隙間がなく密着している場合には、上部の溶接対象物６の稜線６ａが下部の溶接対象物７の稜線７ａの位置より上部の溶接対象物６の板厚ｔの分だけずれた位置に表示される。
【００２６】
さらに、溶接ロボットＲには、照射位置制御手段を有している。この照射位置制御手段は、レーザカメラ５からのデータに基づいて算出したギャップ量Ｇ１に対応して、隅肉溶接位置に対する溶接トーチ４からのレーザビーム４ａの照射位置の距離ｙを変更する機能を有している。ここに、上記ギャップ量Ｇ１は、溶接対象物６，７間に形成されるギャップ量であり、以下、このギャップ量Ｇ１を計測ギャップ量という。
【００２７】
上述した照射位置制御手段は、溶接トーチ４からのレーザビーム４ａの光路を調節するウインドウ８と、ウインドウ８の傾斜角を変更するガルバノメータ８ｂと、演算部Ｂとから構成されている。
【００２８】
上記ウインドウ８は図１及び図２に示すように、溶接トーチ４から溶接対象物６，７の重合部Ａに向けて照射されるレーザービーム４ａの光路中に設けられ、水平軸８ａの周りに回転される。ウインドウ８は、厚みｗ，屈折率ｎであって、溶接トーチ４からのレーザビーム４ａを透過する性質を有し、予めレーザビーム４ａの光軸に対してｒ°傾斜した実線で示す姿勢に設けてあり、その屈折率ｎによりレーザビーム４ａを溶接対象物の端部角部に設定した隅肉溶接位置ｙ１に向けて屈折させるようになっている。また、ウインドウ８は、水平軸８ａの周りに逆方向にｒ°回転されて点線で示す水平姿勢になったときに、レーザビーム４ａを屈折させずにそのまま透過させることにより、上記隅肉溶接位置（溶接対象物の端部角部）ｙ１より内側の位置に距離ｙを変更してオフセットした照射位置ｙ２に向けて照射するようになっている。上記ｒ°は、計測ギャップＧ１に基づいて設定されるオフセット量ｙに対応して種々変更される。ここで、上記内側とは、重ね合わされた溶接対象物６，７の内の溶接トーチ４側となる溶接対象物６の側で隅肉溶接位置ｙ１から離間する方向を意味する。
【００２９】
上記ガルバノメータ８ｂは、ウインドウ８の水平軸８ａに連動し、水平軸８ａを正逆回転させることにより、レーザ光４ａの光路に対するウインドウ８の姿勢（傾き角度）を制御している。
【００３０】
上記演算部Ｂはパソコン（Personal Computer）により構成されており、具体的には図１に示すように、少なくとも中央処理装置９と、メインメモリ１０と、サブメモリ１１と、入力データを入力する入力装置１２と、中央処理装置９で演算処理された結果を出力する出力装置１３と、ファイル装置１４とから構成されている。
【００３１】
メインメモリ１０には、中央処理装置９が演算処理するための制御プログラムが記憶され、サブメモリ１１には、ガルバノメータ８ｂからの角度信号やレーザカメラ５からの計測データＣなどが一時的に記憶される。また、ファイル装置１４には、重ね合わされる溶接対象物６，７のうち上層の溶接対象物６の板厚ｔのデータ，溶接トーチ４からのレーザビーム４ａの波長，ウインドウ８の屈折率ｎ，ウインドウ８の厚みｗなどのデータファイルと、図４（ａ）に示すような予め設定されたギャップ量Ｇとオフセット量ｙとの関係を示すデータファイルＤなどが記憶されている。以下、上記予め設定されたギャップ量Ｇを設定ギャップ量という。また、図４（ａ）に示すデータファイルＤでは、上層の溶接対象物６の板厚ｔを３ｍｍに設定している。図４（ａ）のデータファイルでは、設定ギャップ量Ｇが０．５ｍｍ以下であるとき、オフセット量ｙを０ｍｍに設定し、設定ギャップ量Ｇが０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ未満であるとき、オフセット量ｙを０．２ｍｍに設定し、設定ギャップ量Ｇが０８ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であるとき、オフセット量ｙを０．５ｍｍに設定し、設定ギャップ量Ｇが１．０ｍｍであるとき、オフセット量ｙを１０５ｍｍに設定している。
【００３２】
なお、図４（ａ）に示すデータファイルＤは一例を示すものであり、しかも、溶接対象物６の板厚ｔが３ｍｍの場合における設定ギャップ量Ｇとオフセット量ｙとを対応させたものである。さらに、この図４（ａ）のデータファイルＤでは、設定ギャップ量Ｇが０．２ｍｍ以下までは、通常の隅肉溶接位置で対応可能であるとして設定している。しかし、この図４（ａ）のデータファイルＤは一例を示すものであり、これに限られるものではなく、また、設定ギャップ量Ｇが０．２ｍｍ以下では照射位置のオフセットを行わないように設定しているが、オフセットを行う基準寸法は上述した数値に限られるものではない。
【００３３】
また、レーザカメラ５，演算部Ｂなどにより、レーザカメラ５からの計測データＣに基づいて、図９に示すように溶接治具１４で上層の溶接対象物６を下層の溶接対象物７に密着させる方向に押圧した後の２つの溶接対象物６，７間に形成される計測ギャップ量Ｇ１を計測する計測手段が構成される。なお、レーザカメラ５から出力される計測データＣの寸法データは、図１及び図２に示す上層の溶接対象物６の板厚ｔに、２つの溶接対象物６，７間に形成される計測ギャップＧ１を加えた寸法データである。
【００３４】
次に、本発明に係るレーザ溶接装置を用いて上下に重ね合せた溶接対象物の重合部に溶接を行う動作を図３に基いて説明する。図３においては、図４(ａ)に示すデータファイルＤを用い、設定ギャップ量Ｇが０．５ｍｍ以上の場合にオフセット動作を行って溶接処理を行うようになっている。予め図４（ａ）のデータファイルＤを用いるために必要なデータ（例えば、ウインドウ８の厚みｗ，ウインドウ８の屈折率ｎ，溶接トーチ４の出射するレーザビーム４ａの波長λなどのデータ）を入力装置１２を使って入力し、これらをファイル装置１４に記憶する。
【００３５】
次に、重ね合せた溶接対象物６，７の重合部ＡをＸ方向に沿って溶接トーチ４で倣い、溶接ロボットにティチングを行う。このティチングは、溶接対象物６，７の重合部Ａに０．５ｍｍ以上の隙間がないことを前提とするものである。溶接ロボットにティチングを行った後に溶接ロボットを動作して溶接を行う。
【００３６】
先ず、入力装置１２から溶接開始信号が入力されると、図１に示す中央処理装置９は、メインメモリ１０から制御プログラムを読み出し、動作モードに切替える。そして、中央処理装置９は、レーザカメラ５や溶接ロボットＲへの指令信号を出力装置１３に出力する。
【００３７】
レーザカメラ５は、出力装置１３からの指令を受信すると、レーザダイオード５ａを起動してレーザ光５ｅを溶接対象物６，７の重合部Ａにレーザ溶接の進行前方位置から照射し、未だレーザ溶接されていない溶接対象物６，７の重合部Ａでの隙間、すなわち計測ギャップ量Ｇ１を監視する状態を整える。一方、溶接ロボットＲは、出力装置１３からの指令を受信すると、予めティチングされた記憶データに基いて溶接トーチ４を溶接開始位置に位置決めし、ティチング内容に基いて溶接を開始する（図３のステップＳ１）。
【００３８】
溶接が開始されて溶接トーチ４がＸ方向に移動する際に、レーザカメラ５は、溶接トーチ４が進行する前方位置で溶接対象物６，７の重合部Ａにギャップ（隙間）が発生していないかどうかを監視し、その結果をサブメモリ１１に出力させる。すなわち、レーザカメラ５は、溶接対象物６，７の重合部Ａからの反射光を受光すると、その重合部Ａでの反射光を集光レンズ５ｃで集光し、これを電気信号に変換して画像表示部５ｄに表示する。画像表示部５ｄには、重ね合せた溶接対象物６,７の板厚を示す稜線６ａ，７ａが表示され、このデータ（計測データＣ）をサブメモリ１１に出力する。一方、サブメモリ１１では、レーザカメラ５からのデータ（計測データＣ）を一時的に記憶する（図３のステップＳ２）。
【００３９】
中央処理装置９は、メインメモリ１０から読み出した制御プログラムに基いて、ファイル装置１４に記憶されている一方の溶接対象物６の板厚寸法ｔ、及び図４（ａ）に示すテーブルデータＤを読み出し、かつサブメモリ１１に記憶されているレーザカメラ５からの計測データＣを読み出す。そして、中央処理装置９は、サブメモリ１１から読み出した計測データＣから一方の溶接対象物６の板厚寸法ｔを差し引いて計測ギャップ量Ｇ１を算出し、その算出した計測ギャップ量Ｇ１と図４（ａ）に示すテーブルデータＤに設定されている設定ギャップＧとを比較して、計測ギャップ量Ｇ１に対応するオフセット量ｙを割り出す。
【００４０】
中央処理装置９は、算出した計測ギャップ量Ｇ１が設定ギャップ量Ｇである０．５ｍｍ以下である場合には、溶接対象物６，７の重合部Ａに形成される計測ギャップ量Ｇ１が製造公差の範囲内であるとして、オフセット量ｙを「０」に設定する（図３のステップＳ３；イエス（ＹＥＳ））。
【００４１】
溶接ロボットＲは、出力装置１３を通して中央処理装置９からオフセット量ｙが「０」である旨の信号を受信すると、予め教示されているティチングの内容に基いて溶接を行う（図３のステップＳ４）。すなわち、溶接ロボットＲは図５に示すように、上下に重ねられた溶接対象物６，７の重合部Ａに隙間がない（上記例では隙間が０．５ｍｍ以下）場合には、溶接トーチ４からのレーザビーム４ａが上層の溶接対象物６の端部角部の隅肉溶接位置ｙ１に照射されるように上述した照射位置制御手段で溶接トーチ４の位置制御を行い、溶接トーチ４からレーザビーム４ａを飛ばして隅肉溶接を行う。溶接トーチ４をＸ方向に移動させ上記動作を繰返して行い溶接処理を進行させる（図３のステップＳ４）。
【００４２】
一方、中央処理装置９は、上記レーザカメラ５からの計測データＣから溶接対象物６の板厚ｔを差し引いた差分が計測ギャップ量Ｇ１の０．５ｍｍより大きい場合には、２つの溶接対象物６，７の重合部Ａに製造公差を超えた隙間が形成されて溶接対象物６，７間が離れていると判断し、上記算出した計測ギャップ量Ｇ１と図４（ａ）のデータファイルＤの設定ギャップＧとを比較して、オフセット量ｙを設定する（図３のステップＳ３；ノー（ＮＯ）、ステップＳ５）。
【００４３】
そして、中央処理装置９は、ファイル装置１４に記憶されている図４（ａ）に示すテーブルデータＤに基いて、上記計測ギャップ量Ｇ１に対応するオフセット量ｙを決定するための演算を行い、その結果を出力装置１３に出力する。また、中央処理装置９から出力装置１３には、レーザビームの出力，溶接速度を変更する抑制指令が出力される。ここに、オフセット量ｙは、上層の溶接対象物６側での隅肉溶接位置ｙ１に対する内側への距離である。
【００４４】
中央処理装置９から出力装置１３にオフセット量ｙが出力されると、ガルバノメータ８ｂは図６に示すように、上記オフセット量ｙに応じてウインドウ８を水平な回転軸８ａの周りに回転させる。これにより、図９（Ａ）に示すように溶接トーチ４からのレーザ光４ａの光路が偏光されて、オフセット量ｙに対応してレーザ光４ａの照射位置が溶接対象物６の端部角部の隅肉溶接位置ｙ１から内側への距離が変更され、上記隅肉溶接位置ｙ１からオフセットさせた領域（オフセット位置ｙ２）にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大することとなる（図３のステップＳ６）。
【００４５】
溶接ロボットは、中央処理装置９から出力装置１３を介して出力される、レーザビームの出力増加指令，溶接速度の抑制指令に基いて、溶接に要する総エネルギ量を増大して溶接対象物６，７の端部から距離が変更された領域（オフセット位置ｙ２）まで溶融させる。
【００４６】
この場合、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、溶接トーチ４からのレーザ光４ａは、溶接対象物６の隅肉溶接位置ｙ１から内側にオフセットされた位置ｙ２までの範囲を溶融させるため、隅肉溶接位置ｙ１における溶融量と比較して溶融量が増加する。このため図９（Ｄ）に示すように、この溶融物２０ｃにより溶接対象物６，７間に形成された隙間Ｓが塞がれて溶接対象物６,７間が完全に隙間なく溶接される。これによりオフセットさせた溶接が完了する（ステップＳ７）。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接方法において、前記 溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、該計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更するという構成を採っているため、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、溶接品質を向上させることができる。
【００４８】
請求項２に記載の発明は、隅肉溶接位置から内側へ変更（オフセット）させた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大するという構成を採っているため、充分な溶融量を確保して、隙間が生じた溶接対象物間の重合部を確実に溶接することができる。
【００４９】
請求項３に記載の発明は、溶融範囲を拡大して溶接対象物を溶融させて、これを溶接対象物間の隙間に埋設するという構成を採っているため、溶接対象物間の隙間を完全に埋め込むに必要な溶融量を確保することができる。
【００５０】
請求項４に記載の発明は、レーザ溶接の進行前方位置において、前記ギャップ量を、前記溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測するという構成を採っているため、リアルタイムでギャップ量を正確に計測することができる。
【００５１】
請求項５に記載の発明は、ギャップ量に基いて変更した距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更するという構成を採っているため、ギャップ量に対応してレーザビームの出力,溶接速度がリアルタイムで変更することができる。
【００５２】
請求項６に記載の発明は、重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接装置において、溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測する計測手段と、計測手段が計測したギャップ量に対応して、隅肉溶接位置に対するレーザビームの照射位置の距離を変更する照射制御手段とを有するという構成を採っているため、溶接対象物間のギャップ量に対応して溶接対象物の溶融量が増減することとなり、溶接対象物間の隙間に溶融物を完全に埋めこんで溶接対象物間の重合部を溶接することができ、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】本発明に係るレーザ溶接装置における溶接状態と、レーザ光の照射位置制御手段の構成とを示すブロック図である。
【図２】本発明において、溶接位置をオフセットさせて溶接を行う場合を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るレーザ溶接装置を用いて溶接を行う処理を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、ギャップ量とオフセット量との一例を示すテーブルデータを示す図、（ｂ）は各寸法を説明する図である。
【図５】本発明において、オフセットさせずに溶接を行う状態を示す斜視図である。
【図６】本発明において、オフセットさせて溶接を行う状態を示す斜視図である。
【図７】本発明に用いた溶接ロボットにおける溶接トーチとレーザカメラとの関係を示す斜視図である。
【図８】本発明に用いた計測手段としてのレーザカメラの主要な構成を示す斜視図である。
【図９】本発明において、オフセットさせて溶接を行う状態を工程順に示す断面図である。
【図１０】従来例における溶接状態を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
２ 移動体
４ 溶接トーチ
５ レーザカメラ
６，７ 溶接対象物
８ ウインドウ
９ 中央処理装置
１０ メインメモリ
１１ サブメモリ
１２ 入力装置
１３ 出力装置
１４ ファイル装置
Claims (5)
- 重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接方法において、
前記溶接対象物間に形成されるギャップ量を計測し、
該計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更させ、
前記隅肉溶接位置から内側に変更させた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大し、
前記溶融範囲の溶接対象物を溶融させて、これを溶接対象物間の隙間に埋設することを特徴とするレーザ溶接方法。 - 請求項１に記載のレーザ溶接方法において、
レーザ溶接の進行前方位置において、前記ギャップ量を、前記溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測することを特徴とするレーザ溶接方法。 - 請求項１に記載のレーザ溶接方法において、
前記ギャップ量に基いて変更した前記距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更することを特徴とするレーザ溶接方法。 - 重ね合わされた溶接対象物間の重合部をレーザビームの照射によりレーザ溶接するレーザ溶接装置において、
前記溶接対象物間に形成されるギャップ量を前記溶接対象物間の板厚方向での隙間寸法として計測するものであること計測する計測手段と、
前記計測手段が計測したギャップ量に対応して、レーザビームの照射位置を溶接対象物の隅肉溶接位置より内側へ変更し、前記隅肉溶接位置から内側へ変更させた領域にまでレーザビーム照射による溶融範囲を拡大する照射位置制御手段とを有することを特徴とするレーザ溶接装置。 - 請求項４に記載のレーザ溶接装置において、
前記照射位置制御手段は、前記ギャップ量に基いて変更した前記距離に対応して、レーザビームの出力,溶接速度を変更する機能を備えたものであることを特徴とするレーザ溶接装置。
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