JP4873854B2 - レーザ溶接部の品質判定装置および方法、並びに、レーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体 - Google Patents
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Description
4 処理装置(コンピュータ)
5 光検出器(フォトダイオードアレー)
11 ビームスプリッタ
21 フィルタ(干渉フィルタ)
22 マウント
30 増幅器
31,52 信号ケーブル
32 端子台
51 テレコンバータ
310 処理装置
311 演算処理装置本体
312 処理装置側メモリ
320 プログラム(データ)提供者
330 可搬型記憶媒体
CAM1 第1のビデオカメラ
CAM2 第2のビデオカメラ
LB レーザ光(YAGレーザ)
M1,M2 被溶接材(亜鉛メッキ鋼板)
MP レーザ溶接部
PG 重ねギャップ
Claims (26)
- 被溶接材に対してレーザ光を移動しながら照射して行う重ね溶接におけるレーザ溶接部の品質を判定するレーザ溶接部の品質判定装置であって、
前記重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光を、前記照射されるレーザ光に対して同軸上で、且つ、前記レーザ光の移動方向における第1,第2および第3の少なくとも異なる3つの位置で検出する複数の光検出素子を含む光検出器と、
前記光検出器から出力される前記レーザ光の移動方向における前記第1の位置で検出された第1の光検出信号,前記第2の位置で検出された第2の光検出信号および前記第3の位置で検出された第3の光検出信号を受け取り、前記第1の光検出信号および前記第2の光検出信号の高周波成分の強度変動値、および、前記第3の光検出信号の高周波成分および低周波数成分の強度値をそれぞれ所定の閾値と比較して前記レーザ溶接部の品質判定を行う品質判定手段と、を備えることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定装置。 - 請求項1に記載のレーザ溶接部の品質判定装置において、前記光検出器は、前記レーザ光が照射される光路に対してビームスプリッタを介して同軸上となる位置に設けられることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定装置。
- 請求項1に記載のレーザ溶接部の品質判定装置において、
前記光検出器は、前記レーザ光が前記レーザ溶接部で反射される光を低減するフィルタを介して、前記重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光を検出することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定装置。 - 請求項1に記載のレーザ溶接部の品質判定装置において、
前記光検出器は、複数のフォトダイオードがアレー状に配置されたフォトダイオードアレーを備えることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定装置。 - 請求項4に記載のレーザ溶接部の品質判定装置において、
前記光検出器は、5×5のフォトダイオード素子が配列されたフォトダイオードアレーを備え、
前記第1、第2および第3光検出信号は、前記フォトダイオードアレーの第1列目、第3列目および第5列目の各フォトダイオード素子の出力を加算した第1列目、第3列目および第5列目の光検出信号であることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定装置。 - 請求項1に記載のレーザ溶接部の品質判定装置において、前記高周波成分は周波数が100〜500Hzの信号成分であり、且つ、前記低周波成分は周波数が2〜10Hzの信号成分であることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定装置。
- 被溶接材に対してレーザ光を移動しながら照射して行う重ね溶接におけるレーザ溶接部の品質を判定するレーザ溶接部の品質判定方法であって、
前記重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光を、前記照射されるレーザ光に対して同軸上で、且つ、前記レーザ光の移動方向における第1,第2および第3の少なくとも異なる3つの位置で検出する光検出段階と、
前記光検出段階で得られた前記レーザ光の移動方向における前記第1の位置で検出された第1の光検出信号,前記第2の位置で検出された第2の光検出信号および前記第3の位置で検出された第3の光検出信号を受け取り、前記第1の光検出信号および前記第2の光検出信号の高周波成分の強度変動値、および、前記第3の光検出信号の高周波成分および低周波数成分の強度値をそれぞれ所定の閾値と比較して前記レーザ溶接部の品質判定を行う品質判定段階と、を備えることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項7に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記光検出段階は、前記重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光を、前記レーザ光が照射される光路に対してビームスプリッタを介して同軸上となる位置で検出することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。
- 請求項7に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、
前記光検出段階は、前記レーザ光が前記レーザ溶接部で反射される光を低減するフィルタを介して、前記重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光を検出することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項7に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、
前記光検出段階は、複数のフォトダイオードがアレー状に配置されたフォトダイオードアレーにより、前記重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光の検出を行うことを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項10に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、
前記光検出段階は、5×5のフォトダイオード素子が配列されたフォトダイオードアレーにより前記重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光を検出し、
前記第1、第2および第3光検出信号は、前記フォトダイオードアレーの第1列目、第3列目および第5列目の各フォトダイオード素子の出力を加算した第1列目、第3列目および第5列目の光検出信号であることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項11に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記品質判定段階は、
前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値よりも大きく、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第5の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『フキ』であると判定することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項12に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記品質判定段階は、
前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第2の閾値よりも大きく、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第5の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『正常(適正)』であると判定することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項13に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記品質判定段階は、
前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第3の閾値よりも大きく第2の閾値以下であり、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第5の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『正常(浅いアンダーフィル)』であると判定することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項14に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記品質判定段階は、
前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第3の閾値以下であり、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第4の閾値よりも大きければ、前記レーザ溶接部を『溶け落ち(深いアンダーフィル)』であると判定することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項15に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記品質判定段階は、
前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第3の閾値以下であり、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第4の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『分離』であると判定することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。 - 請求項16に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記品質判定段階は、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第6の閾値よりも大きければ、前記レーザ溶接部を『凹凸状ビード』であると判定することを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。
- 請求項7に記載のレーザ溶接部の品質判定方法において、前記高周波成分は周波数が100〜500Hzの信号成分であり、且つ、前記低周波成分は周波数が2〜10Hzの信号成分であることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定方法。
- コンピュータによって実行させるプログラムを記録した媒体であって、該プログラムは、被溶接材に対してレーザ光を移動しながら照射して行う重ね溶接に伴って前記レーザ溶接部から発生する光を、前記照射されるレーザ光に対して同軸上で、且つ、前記レーザ光の移動方向における第1列目、第3列目および第5列目の少なくとも異なる3つの位置で検出した第1列目、第3列目および第5列目の光検出信号を受け取って前記レーザ溶接部の品質判定を行わせるものであり、
前記第1列目の光検出信号および前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値、および、前記第5列目の光検出信号の高周波成分および低周波数成分の強度値をそれぞれ所定の閾値と比較して前記レーザ溶接部の品質判定を行わせることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。 - 請求項19に記載のレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体において、前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値よりも大きく、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第5の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『フキ』であると前記レーザ溶接部の品質判定を行わせることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。
- 請求項20に記載のレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体において、前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第2の閾値よりも大きく、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第5の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『正常(適正)』であると前記レーザ溶接部の品質判定を行わせることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。
- 請求項21に記載のレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体において、前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第3の閾値よりも大きく第2の閾値以下であり、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第5の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『正常(浅いアンダーフィル)』であると前記レーザ溶接部の品質判定を行わせることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。
- 請求項22に記載のレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体において、前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第3の閾値以下であり、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第4の閾値よりも大きければ、前記レーザ溶接部を『溶け落ち(深いアンダーフィル)』であると前記レーザ溶接部の品質判定を行わせることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。
- 請求項23に記載のレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体において、前記第3列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第1の閾値以下であり、且つ、前記第1列目の光検出信号の高周波成分の強度変動値が第3の閾値以下であり、且つ、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第4の閾値以下であれば、前記レーザ溶接部を『分離』であると前記レーザ溶接部の品質判定を行わせることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。
- 請求項24に記載のレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体において、前記第5列目の光検出信号の高周波成分の発光強度値が第6の閾値よりも大きければ、前記レーザ溶接部を『凹凸状ビード』であると前記レーザ溶接部の品質判定を行わせることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。
- 請求項19に記載のレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体において、前記高周波成分は周波数が100〜500Hzの信号成分であり、且つ、前記低周波成分は周波数が2〜10Hzの信号成分であることを特徴とするレーザ溶接部の品質判定プログラムを記録した媒体。
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