JP6294084B2 - Laser welding method and laser welding system - Google Patents

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本発明は、ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接方法及びレーザ溶接システムに関する。   The present invention relates to a laser welding method and a laser welding system in which a filler metal supplied to a welding target portion of a workpiece is melted by laser light to weld the welding target portion.

レーザ溶接は、例えば、熱交換器の冷却フィンや宝飾品の微小部品等のろう付けに用いられており、近年では、プリント配線板への電子部品の半田付けに対しての適用が検討されている。   Laser welding is used for brazing, for example, cooling fins of heat exchangers and fine parts of jewelry. In recent years, application to soldering of electronic parts to printed wiring boards has been studied. Yes.

この種のレーザ半田付けは、例えば、半田供給装置のノズルから溶接対象部に供給された糸半田をレーザ光により溶融させることにより行われる。しかしながら、このようなレーザ半田付けでは、半田付け毎に糸半田の先端の溶融状態が異なることにより当該糸半田の先端位置にばらつきが生じるため、溶接対象部に適切な量の糸半田を正確に供給することは容易ではない。そこで、例えば、特許文献1には、半田付けを行う毎に糸半田の先端位置を認識することにより、溶接対象部への糸半田の供給量をコントロールする半田供給装置が提案されている。   This type of laser soldering is performed by, for example, melting the thread solder supplied from the nozzle of the solder supply device to the welding target portion with laser light. However, in such laser soldering, the melted state of the tip of the thread solder varies from solder to solder, resulting in variations in the position of the tip of the thread solder. Therefore, an appropriate amount of thread solder is accurately applied to the welding target portion. It is not easy to supply. Therefore, for example, Patent Document 1 proposes a solder supply device that controls the supply amount of yarn solder to the welding target portion by recognizing the tip position of the yarn solder every time soldering is performed.

特開2012−135774号公報JP 2012-135774 A

しかしながら、上述した特許文献1のような従来技術では、溶接対象部の公差(寸法公差や組立公差)が考慮されていないので、糸半田の先端と溶接対象部との位置関係に当該溶接対象部の公差寸法のばらつきが生じてしまう。そうすると、溶接対象部の適切な位置に適切な量の糸半田(溶加材)を供給することができないおそれがある。   However, in the conventional technique such as Patent Document 1 described above, since the tolerance (dimensional tolerance or assembly tolerance) of the welding target portion is not taken into consideration, the welding target portion is related to the positional relationship between the tip of the thread solder and the welding target portion. Variation in tolerance dimensions will occur. If it does so, there exists a possibility that an appropriate quantity of thread solder (melting material) cannot be supplied to the appropriate position of a welding object part.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、溶接対象部の公差に拘らず溶接対象部の適切な位置に適切な量の溶加材を供給することができ、これによって、溶接品質の安定化を図ることができるレーザ溶接方法及びレーザ溶接システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems, and can supply an appropriate amount of filler material to an appropriate position of the welding target portion regardless of the tolerance of the welding target portion. An object of the present invention is to provide a laser welding method and a laser welding system capable of stabilizing the welding quality.

本発明に係るレーザ溶接方法は、ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接方法において、前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像手段で撮像することにより所定の画像情報を取得する画像情報取得工程と、前記画像情報取得工程で取得された前記画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出工程と、前記算出工程で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め工程と、を行い、前記画像情報取得工程は、前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を含む第1領域を撮像することにより第1画像情報を取得する第1撮像工程と、前記第1領域と同一の領域であって前記溶接対象部を含み前記溶加材の先端部を含まない第2領域を撮像することにより第2画像情報を取得する第2撮像工程と、を有し、前記第1撮像工程で取得された前記第1画像情報と前記第2撮像工程で取得された前記第2画像情報との差分を抽出することにより差分画像情報を生成する画像処理工程をさらに行い、前記算出工程では、前記第1撮像工程で取得された前記第1画像情報又は前記第2撮像工程で取得された前記第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出し、前記画像処理工程で生成された前記差分画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出することを特徴とする。
The laser welding method according to the present invention is a laser welding method in which a welding material supplied to a welding target portion of a workpiece is melted by a laser beam and the welding target portion is welded. An image information acquisition step of acquiring predetermined image information by imaging the target portion with an imaging means, and the position information of the welding target portion and the tip of the filler material from the image information acquired in the image information acquisition step A positioning step for calculating position information, and positioning for positioning the tip of the filler material and the welding target portion based on the position information of the welding target portion calculated in the calculation step and the tip position information of the filler material There lines and step, the image information acquisition step, a first imaging step of acquiring first image data by imaging a first region including the distal end portion and the welded portion of the filler material, the A second imaging step of acquiring second image information by imaging a second region that is the same region as the first region and includes the welding target portion and does not include the tip portion of the filler material, Further performing an image processing step of generating difference image information by extracting a difference between the first image information acquired in the first imaging step and the second image information acquired in the second imaging step; In the calculation step, position information of the welding target portion is calculated from the first image information acquired in the first imaging step or the second image information acquired in the second imaging step, and the image processing step The tip position information of the filler metal is calculated from the difference image information generated in step (1).

本発明に係るレーザ溶接方法によれば、所定の画像情報から算出した溶接対象部の位置情報及び溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする。これにより、溶接対象部の公差に拘らず溶接対象部の適切な位置に適切な量の溶加材を供給することができるので、溶接品質の安定化を図ることができる。また、溶加材の先端形状とワークの形状とが重なり当該溶加材の先端形状を認識することができない場合であっても、差分画像情報から溶加材の先端位置情報を算出しているので、溶加材の先端位置情報を正確に算出することができる。
According to the laser welding method of the present invention, the tip of the filler material and the welding target part are positioned based on the position information of the welding target part calculated from the predetermined image information and the tip position information of the filler material. Thereby, since an appropriate quantity of filler material can be supplied to the appropriate position of a welding object part irrespective of the tolerance of a welding object part, stabilization of welding quality can be aimed at. Further, even when the tip shape of the filler material overlaps with the shape of the workpiece and the tip shape of the filler material cannot be recognized, the tip position information of the filler material is calculated from the difference image information. Therefore, the tip position information of the filler metal can be accurately calculated.

本発明に係るレーザ溶接方法ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接方法において、前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像手段で撮像することにより所定の画像情報を取得する画像情報取得工程と、前記画像情報取得工程で取得された前記画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出工程と、前記算出工程で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め工程と、を行い、前記画像情報取得工程は、無地面に対応して配置された前記溶加材の先端部を含む第1領域を撮像することにより第1画像情報を取得する第1撮像工程と、前記第1領域とは異なる領域であって少なくとも前記溶接対象部を含む第2領域を撮像することにより第2画像情報を取得する第2撮像工程と、を有し、前記算出工程では、前記第1撮像工程で取得された前記第1画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出し、前記第2撮像工程で取得された前記第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出することを特徴とする
The laser welding method according to the present invention is a laser welding method in which a welding material supplied to a welding target portion of a workpiece is melted by a laser beam and the welding target portion is welded. An image information acquisition step of acquiring predetermined image information by imaging the target portion with an imaging means, and the position information of the welding target portion and the tip of the filler material from the image information acquired in the image information acquisition step A positioning step for calculating position information, and positioning for positioning the tip of the filler material and the welding target portion based on the position information of the welding target portion calculated in the calculation step and the tip position information of the filler material performs a process, wherein the image information acquisition step, a first imaging step of acquiring first image data by imaging a first region including the distal end portion of the filler material disposed in correspondence with the free ground The second imaging step of obtaining the second image information by capturing a second region including at least the welded portion a region different from the first region, has a, in said calculating step, the The tip position information of the filler material is calculated from the first image information acquired in the first imaging step, and the position information of the welding target portion is calculated from the second image information acquired in the second imaging step. It is characterized by doing .

このような方法によれば、無地面に対応して配置された溶加材の先端部を含む第1領域を撮像して得られた第1画像情報から溶加材の先端位置情報を算出しているので、溶加材の先端位置情報を正確に算出することができる。また、この場合、差分画像情報を生成する必要もないため制御を簡素化することができる。
According to such a method, the tip position information of the filler material is calculated from the first image information obtained by imaging the first region including the tip portion of the filler material arranged corresponding to the non-ground surface. Therefore, the tip position information of the filler metal can be accurately calculated. In this case, since it is not necessary to generate difference image information, the control can be simplified.

上記レーザ溶接方法において、前記算出工程では、前記画像情報取得工程で取得された画像情報から前記溶加材の先端部の形状を算出し、前記算出工程で算出された前記溶加材の先端部の形状に基づいて当該溶加材の良否判定を行う判定工程をさらに行ってもよい。   In the laser welding method, in the calculation step, the shape of the tip of the filler material is calculated from the image information acquired in the image information acquisition step, and the tip of the filler material calculated in the calculation step You may further perform the determination process which determines the quality of the said filler material based on the shape of this.

このような方法によれば、所定の画像情報から算出した溶加材の先端部の形状に基づいて溶加材の良否判定を行うため、溶加材の先端部の異常形状による溶接不良を抑制することができる。よって、溶接品質のさらなる安定化を図ることができる。   According to such a method, since the quality determination of the filler material is performed based on the shape of the tip of the filler metal calculated from the predetermined image information, welding failure due to the abnormal shape of the tip of the filler material is suppressed. can do. Therefore, the welding quality can be further stabilized.

上記レーザ溶接方法において、前記位置決め工程で位置決めされた前記溶加材の先端位置及び前記溶接対象部の位置のそれぞれが所定の設定位置の許容範囲内にあるか否かを判定する確認工程をさらに行い、前記溶加材の先端位置及び前記溶接対象部の位置のうちの少なくともいずれか一方が前記設定位置の許容範囲内にないと前記確認工程で判定された場合、前記画像情報取得工程、前記算出工程、及び前記位置決め工程を再度行ってもよい。   In the laser welding method, a confirmation step of determining whether or not each of the tip position of the filler material and the position of the welding target portion positioned in the positioning step is within an allowable range of a predetermined set position. Performing, if it is determined in the confirmation step that at least one of the tip position of the filler material and the position of the welding target portion is not within the allowable range of the set position, the image information acquisition step, The calculation step and the positioning step may be performed again.

このような方法によれば、溶加材の先端及び溶接対象部を所定の設定位置の許容範囲内に確実に位置決めすることができるので、溶接品質の一層の安定化を図ることができる。   According to such a method, since the tip of the filler metal and the welding target portion can be reliably positioned within the allowable range of the predetermined set position, the welding quality can be further stabilized.

本発明に係るレーザ溶接システムは、ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接システムにおいて、前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段にて撮像された画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出部と、前記算出部で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め制御手段と、前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を含む第1領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第1画像情報と前記第1領域と同一の領域であって前記溶接対象部を含み前記溶加材の先端部を含まない第2領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第2画像情報との差分を抽出することにより差分画像情報を生成する画像処理部と、を備え、前記算出部は、前記第1画像情報又は前記第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出し、前記差分画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出することを特徴とする。
The laser welding system according to the present invention is a laser welding system in which a welding material supplied to a welding target portion of a workpiece is melted by a laser beam and the welding target portion is welded. Calculated by the imaging unit that images the target part, a calculation unit that calculates the position information of the welding target part and the tip position information of the filler material from the image information captured by the imaging unit, and the calculation unit Positioning control means for positioning the tip of the filler material and the welding target part based on the position information of the welding target part and the tip position information of the filler material, and the tip of the filler material and the welding target part. The first image information obtained by imaging the first area including the first image information and the first area is the same area as the first area, and includes the welding target part and does not include the tip of the filler material. 2 areas before E Bei and an image processing unit that generates a difference image information by extracting the difference between the second image information obtained by imaging by the imaging unit, the calculating unit, the first image information and the The position information of the welding target part is calculated from the second image information, and the tip position information of the filler material is calculated from the difference image information .

本発明に係るレーザ溶接システムワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接システムにおいて、前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段にて撮像された画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出部と、前記算出部で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め制御手段と、を備え、前記算出部は、無地面に対応して配置された前記溶加材の先端部を含む第1領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第1画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出し、前記第1領域とは異なる領域であって少なくとも前記溶接対象部を含む第2領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出することを特徴とする
The laser welding system according to the present invention is a laser welding system in which a welding material supplied to a welding target portion of a workpiece is melted by a laser beam and the welding target portion is welded. Calculated by the imaging unit that images the target part, a calculation unit that calculates the position information of the welding target part and the tip position information of the filler material from the image information captured by the imaging unit, and the calculation unit Positioning control means for positioning the tip of the filler metal and the welding target part based on the position information of the welding target part and the tip position information of the filler material, and the calculation unit corresponds to a non-ground surface. and calculates the tip position information of the filler material of the first region including the distal end portion of the arranged the filler material from the first image information obtained by imaging by the imaging means, the first A region different from the region And calculates the position information of the welded portion from the second image information obtained by imaging by the imaging means and the second region including at least the welded portion comprising at.

上記レーザ溶接システムにおいて、前記算出部は、前記撮像手段にて撮像することにより得られた画像情報から前記溶加材の先端部の形状を算出し、前記算出部で算出された前記溶加材の先端部の形状に基づいて当該溶加材の良否を判定する判定部をさらに備えていてもよい。   In the laser welding system, the calculation unit calculates the shape of the tip of the filler material from image information obtained by imaging with the imaging unit, and the filler material calculated by the calculation unit There may be further provided a determination unit that determines the quality of the filler material based on the shape of the tip portion.

本発明によれば、所定の画像情報から算出した溶接対象部の位置情報及び溶加材の先端位置情報に基づいて溶加材の先端及び溶接対象部を位置決めするので、溶接対象部の公差に拘らず溶接対象部の適切な位置に適切な量の溶加材を供給することができ、溶接品質の安定化を図ることができる。   According to the present invention, since the tip of the filler material and the welding target portion are positioned based on the position information of the welding target portion calculated from the predetermined image information and the tip position information of the filler material, the tolerance of the welding target portion is determined. Regardless, an appropriate amount of filler metal can be supplied to an appropriate position of the welding target portion, and the welding quality can be stabilized.

本発明の第1実施形態に係るレーザ溶接システムを示したブロック図である。1 is a block diagram showing a laser welding system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the laser welding method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 算出工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a calculation process. 位置決め工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a positioning process. 確認工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a confirmation process. 図6Aは図2の第1撮像工程を説明する平面図であり、図6Bは図2の第2撮像工程を説明する平面図である。6A is a plan view for explaining the first imaging step in FIG. 2, and FIG. 6B is a plan view for explaining the second imaging step in FIG. 図7Aは図2の第1撮像工程で撮像された第1画像であり、図7Bは図2の第2撮像工程で撮像された第2画像であり、図7Cは図2の画像処理工程で生成された差分画像である。7A is a first image captured in the first imaging process of FIG. 2, FIG. 7B is a second image captured in the second imaging process of FIG. 2, and FIG. 7C is an image processing process of FIG. It is the produced | generated difference image. 図8Aは半田の先端部の形状が異常形状である第1の例を示す平面図であり、図8Bは半田の先端部の形状が異常形状である第2の例を示す平面図である。FIG. 8A is a plan view showing a first example in which the shape of the solder tip is an abnormal shape, and FIG. 8B is a plan view showing a second example in which the shape of the solder tip is an abnormal shape. 位置決め工程を説明する平面図である。It is a top view explaining a positioning process. 半田付け工程を説明する平面図である。It is a top view explaining a soldering process. 本発明の第2実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the laser welding method which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図11の確認工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the confirmation process of FIG. 図13Aは図11の第1撮像工程を説明する平面図であり、図13Bは図11の第2撮像工程を説明する平面図である。13A is a plan view for explaining the first imaging step in FIG. 11, and FIG. 13B is a plan view for explaining the second imaging step in FIG. 図14Aは図11の第1撮像工程で撮像された第1画像であり、図14Bは図11の第2撮像工程で撮像された第2画像である。14A is a first image captured in the first imaging step of FIG. 11, and FIG. 14B is a second image captured in the second imaging step of FIG. 本発明の第3実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the laser welding method which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図15の確認工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the confirmation process of FIG. 図15の撮像工程を説明する平面図である。It is a top view explaining the imaging process of FIG. 図15の撮像工程で撮像された画像である。It is the image imaged at the imaging process of FIG.

以下、本発明に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接システムについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a laser welding method and a laser welding system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接システム10は、ワークWの溶接対象部200a、200bに供給された溶加材としての半田Sをレーザ光Lにより溶融させて溶接対象部200a、200bを半田付け(溶接)するレーザ半田付けシステムとして構成されている。本実施形態では、レーザ溶接システム10を用いてスルーホール実装を行う例について説明するが、レーザ溶接システム10を用いて表面実装を行うことも当然可能である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the laser welding system 10 according to the present embodiment melts solder S as a filler material supplied to the welding target portions 200a and 200b of the workpiece W with laser light L to weld the target portion 200a. , 200b is configured as a laser soldering system for soldering (welding). In this embodiment, an example in which through-hole mounting is performed using the laser welding system 10 will be described, but it is naturally possible to perform surface mounting using the laser welding system 10.

図1及び図6Aに示すように、ワークWは、複数(図6Aでは2つ)の溶接対象部200a、200bを有している。溶接対象部200aは、プリント配線板202に形成されたスルーホール204aの外周側に形成された円環状のランド206aと、スルーホール204aに挿通された電子部品208の端子210aとを含む。これと同様に、溶接対象部200bは、プリント配線板202に形成されたスルーホール204bの外周側に形成された円環状のランド206bと、スルーホール204bに挿通された電子部品208の端子210bとを含む。なお、各図面において、ランド206a及び端子210aの間隔(スルーホール204a)とランド206b及び端子210bの間隔(スルーホール204b)とを誇張して示している。各ランド206a、206bには、導電パターン212a、212bが電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 6A, the workpiece W has a plurality (two in FIG. 6A) of welding target portions 200a and 200b. The welding target portion 200a includes an annular land 206a formed on the outer peripheral side of the through hole 204a formed in the printed wiring board 202, and a terminal 210a of the electronic component 208 inserted through the through hole 204a. Similarly, the welding target part 200b includes an annular land 206b formed on the outer peripheral side of the through hole 204b formed in the printed wiring board 202, and a terminal 210b of the electronic component 208 inserted through the through hole 204b. including. In each drawing, the distance between the land 206a and the terminal 210a (through hole 204a) and the distance between the land 206b and the terminal 210b (through hole 204b) are exaggerated. Conductive patterns 212a and 212b are electrically connected to the lands 206a and 206b.

このような溶接対象部200a、200bは、公差(寸法公差及び組立公差)を有している。そのため、各溶接対象部200a、200bにおいて、ランド206a、206bと端子210a、210bの位置関係には、ばらつきが生じることがある。本実施形態では、溶接対象部200aではランド206aの中心位置と端子210aの中心位置とが一致せずにずれているが、溶接対象部200bではランド206bの中心位置と端子210bの中心位置とが一致している。   Such welded parts 200a and 200b have tolerances (dimensional tolerances and assembly tolerances). Therefore, in each welding object part 200a, 200b, the positional relationship between the lands 206a, 206b and the terminals 210a, 210b may vary. In the present embodiment, the center position of the land 206a and the center position of the terminal 210a are not aligned with each other in the welding target portion 200a, but the center position of the land 206b is shifted from the center position of the terminal 210b. Match.

図1に示すように、レーザ溶接システム10は、ワークWをその平面と平行な方向(X方向及びY方向)に移動可能に支持するステージ12と、ワークWに向けてレーザ光Lを照射するレーザ装置14と、溶接対象部200a、200bに半田S(糸半田)を供給する半田供給装置16と、制御部(制御手段)18と、表示部20とを備える。   As shown in FIG. 1, the laser welding system 10 irradiates the workpiece W with a laser beam L toward the stage 12 that supports the workpiece W so as to be movable in directions parallel to the plane (X direction and Y direction). A laser device 14, a solder supply device 16 that supplies solder S (thread solder) to the welding target portions 200 a and 200 b, a control portion (control means) 18, and a display portion 20 are provided.

レーザ装置14は、レーザ光Lを発振するレーザ発振器22と、レーザ発振器22から発振されたレーザ光Lを伝送する光ファイバ24と、光ファイバ24から出射されたレーザ光LをワークWに向けて出射する出射ユニット26とを有している。   The laser device 14 has a laser oscillator 22 that oscillates the laser light L, an optical fiber 24 that transmits the laser light L oscillated from the laser oscillator 22, and a laser light L emitted from the optical fiber 24 toward the workpiece W. And an emission unit 26 that emits light.

レーザ発振器22は、LD電源と、LD電源の駆動電流に基づいて所定波長のレーザ光Lを発振するLDとを有する。LD電源は、制御部18からのレーザ制御信号に基づいて駆動電流をLDに供給する。LDは、LD電源から供給された駆動電流に対応した出力のレーザ光Lを発振する。また、LDは、いわゆるFC−LD(ファイバーカップリングレーザダイオード)として構成することができる。ただし、レーザ発振器22は、上記の構成に限定されることなく、種々の構成を採用することができる。   The laser oscillator 22 includes an LD power source and an LD that oscillates a laser beam L having a predetermined wavelength based on a drive current of the LD power source. The LD power supply supplies drive current to the LD based on the laser control signal from the control unit 18. The LD oscillates an output laser beam L corresponding to the drive current supplied from the LD power source. The LD can be configured as a so-called FC-LD (fiber coupling laser diode). However, the laser oscillator 22 is not limited to the above configuration, and various configurations can be adopted.

出射ユニット26は、光ファイバ24から出射されてコリメートレンズ28で平行化されたレーザ光LをワークWに向けて反射するミラー30と、ミラー30で反射されたレーザ光Lを集光する集光レンズ32と、集光レンズ32を保護するための保護ガラス34とを含む。ミラー30は、レーザ光Lを反射すると共にレーザ光Lの波長とは異なる波長の光を透過する。ミラー30としては、例えば、汎用の誘電体多層膜ミラーを用いることができる。   The emission unit 26 reflects the laser beam L emitted from the optical fiber 24 and collimated by the collimator lens 28 toward the workpiece W, and the light collecting unit that collects the laser beam L reflected by the mirror 30. The lens 32 and the protective glass 34 for protecting the condensing lens 32 are included. The mirror 30 reflects the laser light L and transmits light having a wavelength different from the wavelength of the laser light L. As the mirror 30, for example, a general-purpose dielectric multilayer mirror can be used.

また、出射ユニット26は、集光レンズ36及び撮像ユニット(撮像手段)38をさらに有している。集光レンズ36は、ミラー30を透過した光(可視光VL)を撮像ユニット38に集光する。撮像ユニット38は、集光レンズ36で集光された可視光VLを受光してワークWを撮像するものであって、その視軸がワークWに向けて照射されるレーザ光Lの光軸と同軸になっている。撮像ユニット38で撮像された情報(画像情報)は、制御部18に出力される。撮像ユニット38としては、例えば、CCDカメラを用いることができる。   Further, the emission unit 26 further includes a condenser lens 36 and an imaging unit (imaging unit) 38. The condensing lens 36 condenses the light (visible light VL) transmitted through the mirror 30 on the imaging unit 38. The imaging unit 38 receives the visible light VL collected by the condenser lens 36 and images the workpiece W. The visual axis of the imaging unit 38 is the optical axis of the laser beam L irradiated toward the workpiece W. It is coaxial. Information (image information) captured by the imaging unit 38 is output to the control unit 18. As the imaging unit 38, for example, a CCD camera can be used.

半田供給装置16は、半田Sが巻回されたリール40と、リール40から半田Sを送り出すためのローラ部42と、リール40及びローラ部42を支持する支持部43と、リール40から送り出された半田Sを溶接対象部200a、200bに導くノズル44とを有している。支持部43は、出射ユニット26に固定されている。   The solder supply device 16 is fed from the reel 40 around which the solder S is wound, a roller portion 42 for feeding the solder S from the reel 40, a support portion 43 that supports the reel 40 and the roller portion 42, and the reel 40. And a nozzle 44 for guiding the solder S to the welding target parts 200a and 200b. The support portion 43 is fixed to the emission unit 26.

ノズル44は、出射ユニット26に対して溶接対象部200a、200bの並び方向(Y方向)に移動可能に構成されたスライダ46に支持されている。これにより、スライダ46を出射ユニット26に対して移動させることにより半田先端をY方向に移動させることができる。半田供給装置16は、任意の構成を採用することができ、例えば、レーザ装置14とは独立してワークWに対して移動可能に設けられていてもよいことは勿論である。   The nozzle 44 is supported by a slider 46 configured to be movable with respect to the emission unit 26 in the arrangement direction (Y direction) of the welding target portions 200a and 200b. Accordingly, the solder tip can be moved in the Y direction by moving the slider 46 with respect to the emission unit 26. The solder supply device 16 can employ any configuration, and for example, may be provided so as to be movable with respect to the workpiece W independently of the laser device 14.

制御部18は、ステージ駆動制御部48、レーザ発振制御部50、半田供給制御部52、スライダ駆動制御部54、撮像制御部56、記憶部58、画像処理部60、算出部62、表示制御部64、判定部66を有する。   The control unit 18 includes a stage drive control unit 48, a laser oscillation control unit 50, a solder supply control unit 52, a slider drive control unit 54, an imaging control unit 56, a storage unit 58, an image processing unit 60, a calculation unit 62, and a display control unit. 64 and a determination unit 66.

ステージ駆動制御部48は、ステージ12をX方向及びY方向に移動させる。レーザ発振制御部50は、レーザ発振器22に所定のレーザ制御信号を出力してレーザ発振器22からレーザ光Lを発振させる。半田供給制御部52は、半田供給装置16のローラ部42を駆動制御して半田Sの送り及び戻しを行う。スライダ駆動制御部54は、スライダ46を駆動制御して半田供給装置16のノズル44をY方向にスライドさせる。   The stage drive control unit 48 moves the stage 12 in the X direction and the Y direction. The laser oscillation control unit 50 outputs a predetermined laser control signal to the laser oscillator 22 to oscillate the laser light L from the laser oscillator 22. The solder supply control unit 52 drives and controls the roller unit 42 of the solder supply device 16 to send and return the solder S. The slider drive control unit 54 drives and controls the slider 46 to slide the nozzle 44 of the solder supply device 16 in the Y direction.

撮像制御部56は、撮像ユニット38を制御して半田Sの先端部及び溶接対象部200a、200bを撮像する。記憶部58は、撮像ユニット38から出力された画像情報を記憶する。画像処理部60は、撮像ユニット38にて撮像された複数の画像情報から差分画像情報を抽出する。   The imaging control unit 56 controls the imaging unit 38 to image the tip end portion of the solder S and the welding target portions 200a and 200b. The storage unit 58 stores the image information output from the imaging unit 38. The image processing unit 60 extracts difference image information from a plurality of pieces of image information captured by the imaging unit 38.

算出部62は、溶接対象部200a、200bの位置情報(ランド位置情報及び端子位置情報)並びに半田先端位置情報を算出する。本実施形態において、ランド位置情報はランド206a、206bの中心位置(ランド位置P1)の情報を言い、端子位置情報は端子210a、210bの中心位置(端子位置P2)の情報を言う。また、算出部62は、半田Sの先端部の形状を算出する。表示制御部64は、撮像ユニット38により撮像された画像(第1画像70及び第2画像74)及び画像処理部60により生成された差分画像76を表示部20に表示させる。   The calculation unit 62 calculates position information (land position information and terminal position information) and solder tip position information of the welding target parts 200a and 200b. In the present embodiment, the land position information refers to information on the center positions (land positions P1) of the lands 206a and 206b, and the terminal position information refers to information on the center positions (terminal positions P2) of the terminals 210a and 210b. Further, the calculation unit 62 calculates the shape of the tip of the solder S. The display control unit 64 causes the display unit 20 to display the images captured by the imaging unit 38 (the first image 70 and the second image 74) and the difference image 76 generated by the image processing unit 60.

判定部66は、溶接対象部200a、200bの位置が所定の設定位置の許容範囲内にあるか否かを判定する。すなわち、判定部66は、ランド位置P1がランド設定位置の許容範囲内にあるか否かを判定し、端子位置P2が端子設定位置の許容範囲にあるか否かを判定する。また、判定部66は、半田先端位置P3が半田先端設定位置の許容範囲内にあるか否かを判定する。さらに、判定部66は、半田Sの先端部の形状が異常形状であるか否かを判定する。   The determination unit 66 determines whether or not the positions of the welding target portions 200a and 200b are within the allowable range of the predetermined set position. That is, the determination unit 66 determines whether or not the land position P1 is within the allowable range of the land setting position, and determines whether or not the terminal position P2 is within the allowable range of the terminal setting position. The determination unit 66 determines whether or not the solder tip position P3 is within an allowable range of the solder tip setting position. Further, the determination unit 66 determines whether or not the shape of the tip of the solder S is an abnormal shape.

本実施形態に係るレーザ溶接システム10は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、当該レーザ溶接システム10を用いたレーザ溶接方法(レーザ半田付け方法)について図2〜図10を参照しながら説明する。   The laser welding system 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Hereinafter, a laser welding method (laser soldering method) using the laser welding system 10 will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG.

先ず、制御部18は溶接準備工程を行う(図2のステップS1)。すなわち、スライダ駆動制御部54がスライダ46をY方向に移動させ且つ半田供給制御部52がローラ部42を駆動制御して半田Sを送ることにより半田Sの先端部を撮像ユニット38の撮像範囲内に配置する。また、ステージ駆動制御部48は、ステージ12をX方向及びY方向に移動させることにより半田付けを行う溶接対象部200aを撮像ユニット38の撮像範囲内のレーザ光Lの照射可能位置に配置する。   First, the control part 18 performs a welding preparation process (step S1 of FIG. 2). That is, the slider drive control unit 54 moves the slider 46 in the Y direction, and the solder supply control unit 52 controls the driving of the roller unit 42 to send the solder S so that the tip of the solder S is within the imaging range of the imaging unit 38. To place. In addition, the stage drive control unit 48 arranges the welding target part 200 a to be soldered by moving the stage 12 in the X direction and the Y direction at a position where the laser beam L can be irradiated within the imaging range of the imaging unit 38.

続いて、第1撮像工程において、撮像ユニット38は、溶接対象部200a及び半田Sの先端部を含む第1領域68を撮像する(ステップS2、図6A参照)。第1撮像工程で撮像された画像情報(第1画像情報)は、制御部18に出力されて記憶部58に記憶される。なお、このとき、表示制御部64は、第1撮像工程で撮像された第1画像70を表示部20に表示させてもよい(図7A参照)。   Subsequently, in the first imaging step, the imaging unit 38 images the first region 68 including the welding target portion 200a and the tip of the solder S (see step S2, FIG. 6A). The image information (first image information) captured in the first imaging process is output to the control unit 18 and stored in the storage unit 58. At this time, the display control unit 64 may cause the display unit 20 to display the first image 70 captured in the first imaging process (see FIG. 7A).

次に、制御部18は移動工程を行う(ステップS3、図6B参照)。すなわち、半田Sの先端部が撮像ユニット38の撮像範囲外に位置するように半田Sを移動させる。本実施形態では、半田供給制御部52がローラ部42を駆動制御して半田Sを戻す。ただし、移動工程では、スライダ駆動制御部54がスライダ46を駆動制御して半田SをY方向に移動させても構わない。また、移動工程では、半田供給制御部52及びスライダ駆動制御部54が半田SをX方向及びY方向に移動させてもよいことは言うまでもない。   Next, the control part 18 performs a movement process (refer step S3 and FIG. 6B). That is, the solder S is moved so that the tip of the solder S is located outside the imaging range of the imaging unit 38. In the present embodiment, the solder supply control unit 52 drives and controls the roller unit 42 to return the solder S. However, in the moving process, the slider drive control unit 54 may drive the slider 46 to move the solder S in the Y direction. Needless to say, in the moving step, the solder supply control unit 52 and the slider drive control unit 54 may move the solder S in the X direction and the Y direction.

その後、第2撮像工程において、撮像ユニット38は、溶接対象部200aを含み半田先端部を含まない第2領域72を撮像する(ステップS4、図6B参照)。第2撮像工程で撮像された画像情報(第2画像情報)は、制御部18に出力されて記憶部58に記憶される。なお、このとき、表示制御部64は、第2撮像工程で撮像された第2画像74を表示部20に表示させてもよい(図7B参照)。   Thereafter, in the second imaging step, the imaging unit 38 images the second region 72 that includes the welding target portion 200a and does not include the solder tip (step S4, see FIG. 6B). The image information (second image information) captured in the second imaging process is output to the control unit 18 and stored in the storage unit 58. At this time, the display control unit 64 may display the second image 74 captured in the second imaging process on the display unit 20 (see FIG. 7B).

そして、画像処理工程において、画像処理部60は、記憶部58に記憶されている第1画像情報及び第2画像情報から差分画像情報を生成する(ステップS5)。これにより、第1画像情報のうちの半田先端部のみが抽出される。なお、このとき、表示制御部64は、画像処理工程で生成された差分画像76を表示部20に表示させてもよい(図7C参照)。   In the image processing step, the image processing unit 60 generates difference image information from the first image information and the second image information stored in the storage unit 58 (step S5). As a result, only the solder tip portion of the first image information is extracted. At this time, the display control unit 64 may display the difference image 76 generated in the image processing step on the display unit 20 (see FIG. 7C).

続いて、制御部18は算出工程を行う(ステップS6)。すなわち、算出部62は、第1画像情報又は第2画像情報からランド位置情報を算出する(図3のステップS20)。また、算出部62は、第1画像情報又は第2画像情報から端子位置情報を算出する(ステップS21)。   Subsequently, the control unit 18 performs a calculation process (step S6). That is, the calculation unit 62 calculates land position information from the first image information or the second image information (step S20 in FIG. 3). In addition, the calculation unit 62 calculates terminal position information from the first image information or the second image information (step S21).

さらに、算出部62は、差分画像情報から半田先端位置情報を算出する(ステップS22)。さらにまた、算出部62は、差分画像情報から半田Sの先端部の形状を算出する(ステップS23)。   Further, the calculation unit 62 calculates solder tip position information from the difference image information (step S22). Furthermore, the calculation unit 62 calculates the shape of the tip of the solder S from the difference image information (step S23).

続いて、表示制御部64は、ランド位置情報、端子位置情報、及び半田先端位置情報を表示部20に表示させる(図2のステップS7)。そして、判定部66は、算出された半田Sの先端部の形状が異常形状であるか否かを判定する(ステップS8)。換言すれば、判定部66は、半田Sの先端部の形状に基づいて半田Sの良否を判定する。   Subsequently, the display control unit 64 causes the display unit 20 to display land position information, terminal position information, and solder tip position information (step S7 in FIG. 2). Then, the determination unit 66 determines whether or not the calculated shape of the tip of the solder S is an abnormal shape (step S8). In other words, the determination unit 66 determines the quality of the solder S based on the shape of the tip of the solder S.

すなわち、判定部66は、半田付けの品質に影響を与えるような半田Sの先端部の形状である場合に、異常形状であると判定する。本実施形態において、判定部66は、例えば、半田Sの先端部が過度に球状に膨出していた場合(図8A参照)に、半田Sの供給量が適切な量よりも多くなるので半田Sの先端部の形状が異常形状であると判定する。また、判定部66は、例えば、半田Sの先端部が過度に湾曲していた場合(図8B参照)に、半田Sを適切な半田供給位置に供給することができなくなるので半田Sの先端部の形状が異常形状ではないと判定する。   That is, the determination unit 66 determines that the shape is abnormal when the shape of the tip of the solder S affects the quality of soldering. In the present embodiment, for example, when the tip of the solder S is excessively bulged (see FIG. 8A), the determination unit 66 increases the supply amount of the solder S from an appropriate amount. It determines with the shape of the front-end | tip part being an abnormal shape. In addition, for example, when the tip of the solder S is excessively curved (see FIG. 8B), the determination unit 66 cannot supply the solder S to an appropriate solder supply position. It is determined that the shape is not an abnormal shape.

半田Sの先端部の形状が異常形状であると判定部66で判定された場合(ステップS8:YES)、制御部18はレーザ溶接システム10(ステージ12、レーザ装置14、及び半田供給装置16)の動作を停止する(ステップS9)。これにより、半田Sの先端部の異常形状による溶接不良が抑制される。この段階で今回のフローチャートは終了する。なお、このステップS9では、例えば、半田供給装置16の図示しない自動半田切断機構(カッタ)が半田Sの先端部を切断したり、例えば、半田供給装置16が異常であることを報知することにより、ユーザに半田Sの先端部の切断又はリール40の交換を促したりしてもよい。この場合、ステップS9の処理の後、ステップS1以降の処理を行うことができる。   When the determination unit 66 determines that the shape of the tip of the solder S is an abnormal shape (step S8: YES), the control unit 18 performs the laser welding system 10 (stage 12, laser device 14, and solder supply device 16). Is stopped (step S9). Thereby, the welding failure by the abnormal shape of the front-end | tip part of the solder S is suppressed. At this stage, the current flowchart ends. In this step S9, for example, an automatic solder cutting mechanism (cutter) (not shown) of the solder supply device 16 cuts the tip of the solder S or, for example, notifies that the solder supply device 16 is abnormal. The user may be prompted to cut the tip of the solder S or replace the reel 40. In this case, after the process of step S9, the process after step S1 can be performed.

一方、半田Sの先端部の形状が異常形状ではない(許容形状である)と判定部66で判定された場合(ステップS8:NO)、制御部18は位置決め工程を行う(ステップS10)。すなわち、ステージ駆動制御部48は、算出されたランド位置情報に基づいてステージ12をX方向及びY方向に移動させることによりランド位置P1を所定のランド設定位置に補正する(図4のステップS30)。これにより、レーザ光Lを溶接対象部200aの所望の位置に照射することができる。   On the other hand, when the determination unit 66 determines that the shape of the tip of the solder S is not an abnormal shape (allowable shape) (step S8: NO), the control unit 18 performs a positioning process (step S10). That is, the stage drive control unit 48 corrects the land position P1 to a predetermined land setting position by moving the stage 12 in the X direction and the Y direction based on the calculated land position information (step S30 in FIG. 4). . Thereby, the laser beam L can be irradiated to the desired position of the welding target part 200a.

さらに、制御部18は半田先端位置P3を半田先端設定位置に補正する(ステップS31、図9参照)。具体的には、スライダ駆動制御部54は、算出された半田先端位置情報に基づいてスライダ46をY方向に移動させることにより、Y方向の半田先端位置P3を端子位置P2に対応させる。また、半田供給制御部52は、算出された半田先端位置情報に基づいてローラ部42を回転させて半田Sを送る又は戻すことによりX方向の半田先端位置P3と端子位置P2との間隔を所定長さにする。   Further, the control unit 18 corrects the solder tip position P3 to the solder tip setting position (step S31, see FIG. 9). Specifically, the slider drive control unit 54 moves the slider 46 in the Y direction based on the calculated solder tip position information, thereby causing the solder tip position P3 in the Y direction to correspond to the terminal position P2. Further, the solder supply control unit 52 rotates the roller unit 42 based on the calculated solder tip position information to send or return the solder S, thereby setting a predetermined interval between the solder tip position P3 and the terminal position P2 in the X direction. Make length.

その後、制御部18は確認工程を行う(図2のステップS11)。この確認工程では、図5に示すように、第1撮像工程(ステップS40)、移動工程(ステップS41)、第2撮像工程(ステップS42)、画像処理工程(ステップS43)、算出工程(ステップS44)、及び表示工程(ステップS45)が順次行われる。   Then, the control part 18 performs a confirmation process (step S11 of FIG. 2). In this confirmation step, as shown in FIG. 5, the first imaging step (step S40), the moving step (step S41), the second imaging step (step S42), the image processing step (step S43), and the calculation step (step S44). ) And the display step (step S45) are sequentially performed.

このステップS40〜ステップS45までの処理は、上述したステップS2〜ステップS7までの処理と同様であるので、その詳細な説明を省略する。ただし、ステップS44の算出工程では、図3のステップS20〜ステップS22までの処理が行われステップS23の処理は行われない。   Since the processing from step S40 to step S45 is the same as the processing from step S2 to step S7 described above, detailed description thereof is omitted. However, in the calculation process of step S44, the process from step S20 to step S22 of FIG. 3 is performed, and the process of step S23 is not performed.

次に、判定部66は、ランド位置P1がランド設定位置の許容範囲内にあるか否かを判定する(ステップS46)。ランド位置P1がランド設定位置の許容範囲内にないと判定部66で判定された場合(ステップS46:NO)、ステップS1以降の処理を行う。   Next, the determination unit 66 determines whether or not the land position P1 is within the allowable range of the land setting position (step S46). When the determination unit 66 determines that the land position P1 is not within the allowable range of the land setting position (step S46: NO), the processing after step S1 is performed.

ランド位置P1がランド設定位置の許容範囲内にあると判定部66で判定された場合(ステップS46:YES)、判定部66は、半田先端位置P3が半田先端設定位置の許容範囲内にあるか否かを判定する(ステップS47)。半田先端位置P3が半田先端設定位置の許容範囲内にないと判定部66で判定された場合(ステップS47:NO)、ステップS1以降の処理を行う。   When the determination unit 66 determines that the land position P1 is within the allowable range of the land setting position (step S46: YES), the determination unit 66 determines whether the solder tip position P3 is within the allowable range of the solder tip setting position. It is determined whether or not (step S47). When it is determined by the determination unit 66 that the solder tip position P3 is not within the allowable range of the solder tip setting position (step S47: NO), the processing after step S1 is performed.

半田先端位置P3が半田先端設定位置の許容範囲内にあると判定部66で判定された場合(ステップS47:YES)、制御部18は、半田付け工程を行う(図2のステップS12)。   When the determination unit 66 determines that the solder tip position P3 is within the allowable range of the solder tip setting position (step S47: YES), the control unit 18 performs a soldering process (step S12 in FIG. 2).

この半田付け工程では、半田供給制御部52がローラ部42を駆動制御して半田Sの供給を開始する。このとき、半田先端位置P3は半田先端設定位置の許容範囲内にあるため、溶接対象部200aの適切な位置に半田Sが供給される。   In this soldering process, the solder supply control unit 52 drives and controls the roller unit 42 to start supplying the solder S. At this time, since the solder tip position P3 is within the allowable range of the solder tip setting position, the solder S is supplied to an appropriate position of the welding target portion 200a.

また、レーザ発振制御部50がレーザ発振器22を駆動制御してレーザ発振器22からレーザ光Lを発振させる。レーザ発振器22から発振されたレーザ光Lは、光ファイバ24から出射されてコリメートレンズ28で平行化された後、ミラー30で反射して集光レンズ32により供給が開始された半田Sに向けて集光照射される。このとき、ランド位置P1がランド設定位置の許容範囲内にあると共に端子位置P2が端子設定位置の許容範囲内にあるため溶接対象部200aの適切な位置(半田供給位置)にレーザ光Lを容易且つ確実に照射させることができる(図10参照)。   Further, the laser oscillation control unit 50 drives and controls the laser oscillator 22 to oscillate the laser light L from the laser oscillator 22. The laser light L oscillated from the laser oscillator 22 is emitted from the optical fiber 24, collimated by the collimator lens 28, reflected by the mirror 30, and directed toward the solder S which is supplied by the condenser lens 32. Focused irradiation. At this time, since the land position P1 is within the allowable range of the land setting position and the terminal position P2 is within the allowable range of the terminal setting position, the laser beam L can be easily applied to an appropriate position (solder supply position) of the welding target portion 200a. And it can irradiate reliably (refer FIG. 10).

そして、レーザ光Lが照射された半田Sは、溶融してランド206aの全体に濡れ拡がり端子210a及びランド206aが半田付けされるに至る。その後、レーザ発振制御部50がレーザ発振器22からのレーザ光Lの発振を停止すると共に半田供給制御部52がローラ部42を制御して半田Sの送りを停止する。   Then, the solder S irradiated with the laser beam L melts and wets and spreads over the entire land 206a, and the terminals 210a and the land 206a are soldered. Thereafter, the laser oscillation control unit 50 stops the oscillation of the laser beam L from the laser oscillator 22 and the solder supply control unit 52 controls the roller unit 42 to stop the feeding of the solder S.

半田付け工程では、半田Sの供給開始前にランド206aにレーザ光Lを照射し、ランド206aを予備的に加熱してもよい。こうすれば、ランド206aに対する半田Sの濡れ性をよくすることができる。   In the soldering process, the land 206a may be irradiated with the laser light L before the supply of the solder S is started, and the land 206a may be preliminarily heated. In this way, the wettability of the solder S with respect to the land 206a can be improved.

次に、制御部18は、全ての溶接対象部200a、200bの半田付けが完了したか否かを判定する(ステップS13)。全ての溶接対象部200a、200bの半田付けが完了していないと制御部18で判定された場合(ステップS13:NO)、ステップS1以降の処理を行う。すなわち、本実施形態では、溶接対象部200aの半田付けが完了した後、溶接対象部200bの半田付けの処理が開始される。溶接対象部200bの半田付けの説明は、上述した溶接対象部200aの半田付けと同様であるので省略する。   Next, the control unit 18 determines whether or not the soldering of all the welding target parts 200a and 200b has been completed (step S13). When the control unit 18 determines that the soldering of all the welding target portions 200a and 200b has not been completed (step S13: NO), the processing after step S1 is performed. That is, in this embodiment, after the soldering of the welding target part 200a is completed, the soldering process of the welding target part 200b is started. The description of the soldering of the welding target part 200b is the same as the soldering of the welding target part 200a described above, and will be omitted.

一方、全ての溶接対象部200a、200bの半田付けが完了したと制御部18が判定した場合(ステップS13:YES)、今回のフローチャートは終了する。   On the other hand, when the control unit 18 determines that the soldering of all the welding target parts 200a and 200b is completed (step S13: YES), the current flowchart ends.

本実施形態によれば、画像情報取得工程(第1撮像工程及び第2撮像工程)で得られた第1画像情報又は第2画像情報からランド位置情報及び端子位置情報を算出し、差分画像情報から半田先端位置情報を算出している(ステップS6)。そして、溶接対象部200a、200bの位置情報(ランド位置情報)及び半田先端位置情報に基づいて溶接対象部200a、200b及び半田Sの先端を位置決めしている(ステップS10)。   According to this embodiment, the land position information and the terminal position information are calculated from the first image information or the second image information obtained in the image information acquisition process (first imaging process and second imaging process), and difference image information is obtained. Solder tip position information is calculated from (step S6). Then, based on the position information (land position information) of the welding target parts 200a and 200b and the solder tip position information, the welding target parts 200a and 200b and the tip of the solder S are positioned (step S10).

これにより、各溶接対象部200a、200bによってランド位置P1に対する端子位置P2が異なる場合であっても溶接対象部200a、200bの組立状態に応じて半田先端位置P3を調整することができる。よって、溶接対象部200a、200bの公差に拘らず溶接対象部200a、200bの適切な位置に適切な量の半田Sを供給することができるので、溶接品質の安定化を図ることができる。   Thereby, even if it is a case where terminal position P2 with respect to land position P1 changes with each welding object parts 200a and 200b, solder tip position P3 can be adjusted according to the assembly state of welding object parts 200a and 200b. Therefore, since an appropriate amount of solder S can be supplied to an appropriate position of the welding target parts 200a and 200b regardless of the tolerance of the welding target parts 200a and 200b, the welding quality can be stabilized.

本実施形態では、第1画像70において、導電パターン212aと半田先端部とが重なっているため、半田Sの先端部の形状を正確に認識することができないことがある。しかしながら、このような場合であっても、差分画像情報に基づいて半田先端位置情報及び半田Sの先端部の形状を算出しているので、半田先端位置情報及び半田Sの先端部の形状を正確に算出することができる。   In the present embodiment, in the first image 70, since the conductive pattern 212a and the solder tip end overlap, the shape of the tip end of the solder S may not be accurately recognized. However, even in such a case, since the solder tip position information and the shape of the tip of the solder S are calculated based on the difference image information, the solder tip position information and the shape of the tip of the solder S are accurate. Can be calculated.

また、差分画像情報から算出した半田Sの先端部の形状に基づいて半田Sの良否判定を行っているので(ステップS8)、半田Sの先端部の形状の異常による溶接不良を抑制することができる。よって、溶接品質のさらなる安定化を図ることができる。   Moreover, since the quality determination of the solder S is performed based on the shape of the tip part of the solder S calculated from the difference image information (step S8), it is possible to suppress poor welding due to an abnormality in the shape of the tip part of the solder S. it can. Therefore, the welding quality can be further stabilized.

さらに、本実施形態では、位置決め工程後の確認工程において、ランド位置P1及び半田先端位置P3が所定の設定位置の許容範囲内にない場合に、ステップS1〜ステップS10までの処理が再度行われる。これにより、ランド206a、206b及び半田Sの先端のそれぞれを所定の設定位置の許容範囲内に確実に位置決めすることができるので、溶接品質の一層の安定化を図ることができる。   Furthermore, in this embodiment, in the confirmation process after the positioning process, when the land position P1 and the solder tip position P3 are not within the allowable range of the predetermined set position, the processes from step S1 to step S10 are performed again. As a result, each of the lands 206a, 206b and the tip of the solder S can be reliably positioned within the allowable range of the predetermined set position, so that the welding quality can be further stabilized.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るレーザ溶接方法について図11〜図14Bを参照しながら説明する。なお、第2実施形態に係るレーザ溶接方法は、第1実施形態で説明したレーザ溶接システム10と同様のものが用いられる。また、本実施形態に係るレーザ溶接方法において、上述した第1実施形態に係るレーザ溶接方法の工程と同様の工程についての詳細な説明は省略する。後述する第3実施形態についても同様である。
(Second Embodiment)
Next, a laser welding method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The laser welding method according to the second embodiment is the same as the laser welding system 10 described in the first embodiment. In the laser welding method according to the present embodiment, detailed description of the same steps as those of the laser welding method according to the first embodiment described above is omitted. The same applies to a third embodiment to be described later.

本実施形態では、先ず、制御部18が溶接準備工程を行う(図11のステップS50)。すなわち、図13Aに示すように、スライダ駆動制御部54がスライダ46をY方向に移動させ且つ半田供給制御部52がローラ部42を駆動制御して半田Sの送り又は戻しを行うことにより半田Sの先端部を撮像ユニット38の撮像範囲内に配置する。また、スライダ駆動制御部54は、ステージ12を移動させてプリント配線板202のうち導電パターン212a、212bが形成されていない無地面を半田Sの先端部に対応する位置に配置する。なお、スライダ駆動制御部54は、ステージ12を移動させてプリント配線板202以外の部材の無地面を半田Sの先端部に対応する位置に配置してもよい。   In the present embodiment, first, the control unit 18 performs a welding preparation process (step S50 in FIG. 11). That is, as shown in FIG. 13A, the slider drive control unit 54 moves the slider 46 in the Y direction and the solder supply control unit 52 drives and controls the roller unit 42 to feed or return the solder S. Is arranged within the imaging range of the imaging unit 38. Further, the slider drive control unit 54 moves the stage 12 and arranges the ungrounded surface of the printed wiring board 202 where the conductive patterns 212a and 212b are not formed at a position corresponding to the tip of the solder S. Note that the slider drive control unit 54 may move the stage 12 so that the non-ground surface of the members other than the printed wiring board 202 is disposed at a position corresponding to the tip of the solder S.

続いて、第1撮像工程において、撮像ユニット38は、プリント配線板202の無地面に対応して配置された半田Sの先端部を含む第1領域78を撮像する(ステップS51)。第1撮像工程で撮像された画像情報(第1画像情報)は、制御部18に出力されて記憶部58に記憶される。なお、このとき、表示制御部64は、第1撮像工程で撮像された第1画像80を表示部20に表示させてもよい(図14A参照)。   Subsequently, in the first imaging step, the imaging unit 38 images the first region 78 including the tip of the solder S arranged corresponding to the ground surface of the printed wiring board 202 (step S51). The image information (first image information) captured in the first imaging process is output to the control unit 18 and stored in the storage unit 58. At this time, the display control unit 64 may cause the display unit 20 to display the first image 80 imaged in the first imaging process (see FIG. 14A).

次に、制御部18は移動工程を行う(ステップS52)。すなわち、ステージ駆動制御部48は、ステージ12を移動させて撮像ユニット38の撮像範囲内に溶接対象部200aを配置する。   Next, the control part 18 performs a movement process (step S52). That is, the stage drive control unit 48 moves the stage 12 and arranges the welding target portion 200 a within the imaging range of the imaging unit 38.

その後、第2撮像工程において、撮像ユニット38は、少なくとも溶接対象部200aを含む第2領域82を撮像する(ステップS53、図13B参照)。本実施形態では、第2領域82には、半田Sの先端部が含まれているが半田Sの先端部は含まれていなくても構わない。第2撮像工程で撮像された画像情報(第2画像情報)は、制御部18に出力されて記憶部58に記憶される。なお、このとき、表示制御部64は、第2撮像工程で撮像された第2画像84を表示部20に表示させてもよい(図14B参照)。   Thereafter, in the second imaging step, the imaging unit 38 images the second region 82 including at least the welding target portion 200a (see step S53, FIG. 13B). In the present embodiment, the second region 82 includes the tip portion of the solder S, but the tip portion of the solder S may not be included. The image information (second image information) captured in the second imaging process is output to the control unit 18 and stored in the storage unit 58. At this time, the display control unit 64 may display the second image 84 captured in the second imaging step on the display unit 20 (see FIG. 14B).

そして、制御部18は算出工程を行う(ステップS54)。すなわち、算出部62は、第2画像情報からランド位置情報を算出する(図3のステップS20)。また、算出部62は、第2画像情報から端子位置情報を算出する(ステップS21)。さらに、算出部62は、第1画像情報から半田先端位置情報を算出する(ステップS22)。さらにまた、算出部62は、第1画像情報から半田Sの先端部の形状を算出する(ステップS23)。   And the control part 18 performs a calculation process (step S54). That is, the calculation unit 62 calculates land position information from the second image information (step S20 in FIG. 3). Further, the calculation unit 62 calculates terminal position information from the second image information (step S21). Further, the calculation unit 62 calculates solder tip position information from the first image information (step S22). Furthermore, the calculation unit 62 calculates the shape of the tip of the solder S from the first image information (step S23).

続いて、表示制御部64は、ランド位置情報、端子位置情報、及び半田先端位置情報を表示部20に表示させる(図11のステップS55)。そして、半田Sの先端部の形状が異常形状であると判定部66で判定された場合(ステップS56:YES)、制御部18はレーザ溶接システム10の動作を停止し(ステップS57)、今回のフローチャートは終了する。   Subsequently, the display control unit 64 displays the land position information, the terminal position information, and the solder tip position information on the display unit 20 (step S55 in FIG. 11). And when the determination part 66 determines with the shape of the front-end | tip part of the solder S being an abnormal shape (step S56: YES), the control part 18 stops operation | movement of the laser welding system 10 (step S57), and this time The flowchart ends.

一方、半田Sの先端部の形状が異常形状ではないと判定部66で判定された場合(ステップS56:NO)、制御部18は位置決め工程を行う(ステップS58)。この位置決め工程では、図4のステップS30及びステップS31の処理が行われる。   On the other hand, when the determination unit 66 determines that the shape of the tip of the solder S is not an abnormal shape (step S56: NO), the control unit 18 performs a positioning process (step S58). In this positioning step, the processes in steps S30 and S31 in FIG. 4 are performed.

その後、制御部18は確認工程を行う(ステップS59)。この確認工程では、図12に示すように、第1撮像工程(ステップS70)、移動工程(ステップS71)、第2撮像工程(ステップS72)、算出工程(ステップS73)、及び表示工程(ステップS74)が順次行われる。このステップS70〜ステップS74の処理は、上述したステップS51〜ステップS55までの処理と同様である。ただし、ステップS73の算出工程では、図3のステップS20〜ステップS22までの処理が行われステップS23の処理は行われない。   Thereafter, the control unit 18 performs a confirmation process (step S59). In this confirmation step, as shown in FIG. 12, the first imaging step (step S70), the moving step (step S71), the second imaging step (step S72), the calculation step (step S73), and the display step (step S74). ) Are performed sequentially. The processing from step S70 to step S74 is the same as the processing from step S51 to step S55 described above. However, in the calculation step of step S73, the processing from step S20 to step S22 in FIG. 3 is performed, and the processing of step S23 is not performed.

次に、判定部66は、ステップS75及びステップS76の処理を行う。このステップS75及びステップS76の処理は、上述した第1実施形態のステップS46及びステップS47の処理と同様である。   Next, the determination part 66 performs the process of step S75 and step S76. The processing of step S75 and step S76 is the same as the processing of step S46 and step S47 of the first embodiment described above.

続いて、制御部18は、半田付け工程を行った(図11のステップS60)後で、全ての溶接対象部200a、200bの半田付けが完了していない場合(ステップS61:NO)には、ステップS50の処理に戻り次の溶接対象部200bの半田付けを開始する。一方、全ての溶接対象部200a、200bの半田付けが完了している場合(ステップS61:YES)には、今回のフローチャートは終了する。   Subsequently, after performing the soldering process (step S60 in FIG. 11), the control unit 18 does not complete the soldering of all the welding target parts 200a and 200b (step S61: NO), Returning to the process of step S50, soldering of the next welding target portion 200b is started. On the other hand, when the soldering of all the welding target portions 200a and 200b has been completed (step S61: YES), the current flowchart ends.

本実施形態によれば、プリント配線板202の無地面に対応して配置された半田Sの先端部を含む第1領域68を撮像して得られた第1画像情報から半田先端位置情報を算出しているので、半田先端位置情報を正確に算出することができる。また、この場合、差分画像情報を生成する必要もないため制御を簡素化することができる。   According to the present embodiment, the solder tip position information is calculated from the first image information obtained by imaging the first region 68 including the tip portion of the solder S arranged corresponding to the ground surface of the printed wiring board 202. Therefore, the solder tip position information can be accurately calculated. In this case, since it is not necessary to generate difference image information, the control can be simplified.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係るレーザ溶接方法について図15〜図18を参照しながら説明する。図17から諒解されるように、第3実施形態において、ワークWには、導電パターン212a、212bが形成されていない。すなわち、プリント配線板202における溶接対象部200a、200bの近傍は無地面となっている。
(Third embodiment)
Next, a laser welding method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As can be seen from FIG. 17, in the third embodiment, the conductive patterns 212a and 212b are not formed on the workpiece W. That is, the vicinity of the welding target parts 200a and 200b in the printed wiring board 202 is ungrounded.

本実施形態では、先ず、制御部18が溶接準備工程を行う(図15のステップS80)。すなわち、スライダ駆動制御部54がスライダ46をY方向に移動させ且つ半田供給制御部52がローラ部42を駆動制御して半田Sを送ることにより半田Sの先端部を撮像ユニット38の撮像範囲内に配置する。また、スライダ駆動制御部54は、ステージ12を移動させてプリント配線板202のうち導電パターン212a、212bが形成されていない無地面を半田Sの先端部に対応する位置に配置する。   In the present embodiment, first, the control unit 18 performs a welding preparation process (step S80 in FIG. 15). That is, the slider drive control unit 54 moves the slider 46 in the Y direction, and the solder supply control unit 52 controls the driving of the roller unit 42 to send the solder S so that the tip of the solder S is within the imaging range of the imaging unit 38. To place. Further, the slider drive control unit 54 moves the stage 12 and arranges the ungrounded surface of the printed wiring board 202 where the conductive patterns 212a and 212b are not formed at a position corresponding to the tip of the solder S.

続いて、撮像工程において、撮像ユニット38は、プリント配線板202の無地面に対応して配置された半田Sの先端部と溶接対象部200aとを含む領域86を撮像する(ステップS81、図17参照)。撮像工程で撮像された画像情報は、制御部18に出力されて記憶部58に記憶される。なお、このとき、表示制御部64は、撮像工程で撮像された画像88を表示部20に表示させてもよい(図18参照)。   Subsequently, in the imaging process, the imaging unit 38 captures an area 86 including the tip end portion of the solder S and the welding target portion 200a disposed corresponding to the ground surface of the printed wiring board 202 (step S81, FIG. 17). reference). Image information captured in the imaging process is output to the control unit 18 and stored in the storage unit 58. At this time, the display control unit 64 may display the image 88 captured in the imaging process on the display unit 20 (see FIG. 18).

次に、制御部18は算出工程を行う(ステップS82)。すなわち、算出部62は、記憶された画像情報からランド位置情報、端子位置情報、及び半田先端位置情報を算出する(図3のステップS20〜ステップS22)。また、算出部62は、前記画像情報から半田Sの先端部の形状を算出する(ステップS23)。   Next, the control part 18 performs a calculation process (step S82). That is, the calculation unit 62 calculates land position information, terminal position information, and solder tip position information from the stored image information (steps S20 to S22 in FIG. 3). Further, the calculation unit 62 calculates the shape of the tip of the solder S from the image information (step S23).

続いて、表示制御部64は、ランド位置情報、端子位置情報、及び半田先端位置情報を表示部20に表示させる(図15のステップS83)。そして、半田Sの先端部の形状が異常形状であると判定部66で判定された場合(ステップS84:YES)、制御部18はレーザ溶接システム10の動作を停止し(ステップS85)、今回のフローチャートは終了する。   Subsequently, the display control unit 64 causes the display unit 20 to display land position information, terminal position information, and solder tip position information (step S83 in FIG. 15). And when the determination part 66 determines with the shape of the front-end | tip part of the solder S being an abnormal shape (step S84: YES), the control part 18 stops operation | movement of the laser welding system 10 (step S85), and this time The flowchart ends.

一方、半田Sの先端部の形状が異常形状ではないと判定部66で判定された場合(ステップS84:NO)、制御部18は位置決め工程を行う(ステップS86)。この位置決め工程では、図4のステップS30及びステップS31の処理が行われる。   On the other hand, when the determination unit 66 determines that the shape of the tip of the solder S is not an abnormal shape (step S84: NO), the control unit 18 performs a positioning process (step S86). In this positioning step, the processes in steps S30 and S31 in FIG. 4 are performed.

その後、制御部18は確認工程を行う(ステップS87)。この確認工程では、図16に示すように、撮像工程(ステップS90)、算出工程(ステップS91)、及び表示工程(ステップS92)が順次行われる。このステップS90〜ステップS92の処理は、上述したステップS81〜ステップS83までの処理と同様である。ただし、ステップS91の算出工程では、図3のステップS20〜ステップS22までの処理が行われステップS23の処理は行われない。   Thereafter, the control unit 18 performs a confirmation process (step S87). In this confirmation process, as shown in FIG. 16, an imaging process (step S90), a calculation process (step S91), and a display process (step S92) are sequentially performed. The processing from step S90 to step S92 is the same as the processing from step S81 to step S83 described above. However, in the calculation process of step S91, the process from step S20 to step S22 of FIG. 3 is performed, and the process of step S23 is not performed.

次に、判定部66は、ステップS93及びステップS94の処理を行う。このステップS93及びステップS94の処理は、上述した第1実施形態のステップS46及びステップS47の処理と同様である。   Next, the determination part 66 performs the process of step S93 and step S94. The processing of step S93 and step S94 is the same as the processing of step S46 and step S47 of the first embodiment described above.

続いて、制御部18は、半田付け工程を行った(図15のステップS88)後で、全ての溶接対象部200a、200bの半田付けが完了していない場合(ステップS89:NO)には、ステップS80の処理に戻り次の溶接対象部200bの半田付けを開始する。一方、全ての溶接対象部200a、200bの半田付けが完了している場合(ステップS89:YES)には、今回のフローチャートは終了する。   Subsequently, after performing the soldering process (step S88 in FIG. 15), the control unit 18 does not complete the soldering of all the welding target parts 200a and 200b (step S89: NO), Returning to the process of step S80, soldering of the next welding target part 200b is started. On the other hand, when the soldering of all the welding target parts 200a and 200b has been completed (step S89: YES), the current flowchart ends.

本実施形態によれば、半田Sの先端部及び溶接対象部200a、200bを含む領域86を撮像することにより取得される画像情報に基づいてランド位置情報、端子位置情報、半田先端位置情報、及び半田Sの先端部の形状を算出している。これにより、1回の撮像によりこれら位置情報及び半田Sの先端部の形状を算出することができるので、レーザ溶接の工数の削減を図ることができる。   According to the present embodiment, the land position information, the terminal position information, the solder tip position information, and the image information acquired by imaging the area 86 including the tip part of the solder S and the welding target parts 200a and 200b, and The shape of the tip of the solder S is calculated. Thereby, since the position information and the shape of the tip of the solder S can be calculated by one imaging, the number of laser welding processes can be reduced.

本発明に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接システムは、上述の第1〜第3実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。上述した実施形態では、レーザ半田付けについて説明したが、レーザ光により溶加材としてのろう材を溶融させて複数のワークを溶接するレーザロウ付けについて本発明に係るレーザ溶接システム及びレーザ溶接方法を適用してもよい。   The laser welding method and the laser welding system according to the present invention are not limited to the above-described first to third embodiments, and can of course adopt various configurations without departing from the gist of the present invention. In the above-described embodiment, laser soldering has been described. However, the laser welding system and the laser welding method according to the present invention are applied to laser brazing in which a brazing material as a filler material is melted by laser light to weld a plurality of workpieces. May be.

10…レーザ溶接システム 12…ステージ
14…レーザ装置 16…半田供給装置
18…制御部 20…表示部
22…レーザ発振器 38…撮像ユニット(撮像手段)
48…ステージ駆動制御部 50…レーザ発振制御部
52…半田供給制御部 56…撮像制御部
60…画像処理部 62…算出部
64…表示制御部 66…判定部
68、78…第1領域 70、80…第1画像
72、82…第2領域 74、84…第2画像
76…差分画像 200a、200b…溶接対象部
202…プリント配線板 204a、204b…スルーホール
206a、206b…ランド 208…電子部品
210a、210b…端子 212a、212b…導電パターン
L…レーザ光 S…半田
W…ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser welding system 12 ... Stage 14 ... Laser apparatus 16 ... Solder supply apparatus 18 ... Control part 20 ... Display part 22 ... Laser oscillator 38 ... Imaging unit (imaging means)
48 ... Stage drive control unit 50 ... Laser oscillation control unit 52 ... Solder supply control unit 56 ... Imaging control unit 60 ... Image processing unit 62 ... Calculation unit 64 ... Display control unit 66 ... Determination unit 68, 78 ... First region 70, 80 ... 1st image 72, 82 ... 2nd area | region 74, 84 ... 2nd image 76 ... Difference image 200a, 200b ... Welding object part 202 ... Printed wiring board 204a, 204b ... Through hole 206a, 206b ... Land 208 ... Electronic component 210a, 210b ... terminals 212a, 212b ... conductive pattern L ... laser beam S ... solder W ... work

Claims (7)

ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接方法において、
前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像手段で撮像することにより所定の画像情報を取得する画像情報取得工程と、
前記画像情報取得工程で取得された前記画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め工程と、を行い、
前記画像情報取得工程は、前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を含む第1領域を撮像することにより第1画像情報を取得する第1撮像工程と、
前記第1領域と同一の領域であって前記溶接対象部を含み前記溶加材の先端部を含まない第2領域を撮像することにより第2画像情報を取得する第2撮像工程と、を有し、
前記第1撮像工程で取得された前記第1画像情報と前記第2撮像工程で取得された前記第2画像情報との差分を抽出することにより差分画像情報を生成する画像処理工程をさらに行い、
前記算出工程では、前記第1撮像工程で取得された前記第1画像情報又は前記第2撮像工程で取得された前記第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出し、前記画像処理工程で生成された前記差分画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出する、
ことを特徴とするレーザ溶接方法。
In the laser welding method of welding the welding target part by melting the filler material supplied to the welding target part of the workpiece with laser light,
An image information acquisition step of acquiring predetermined image information by imaging the tip portion of the filler material and the welding target portion with an imaging means;
A calculation step of calculating position information of the welding target portion and tip position information of the filler material from the image information acquired in the image information acquisition step;
There lines and positioning step, the positioning of the tip and the welded portion of the filler material on the basis of the position information and end position information of the filler material of the welded portion that has been calculated in the calculation step,
The image information acquisition step includes a first imaging step of acquiring first image information by imaging a first region including a tip portion of the filler material and the welding target portion;
A second imaging step of acquiring second image information by imaging a second region that is the same region as the first region and includes the welding target portion and does not include the tip portion of the filler metal. And
Further performing an image processing step of generating difference image information by extracting a difference between the first image information acquired in the first imaging step and the second image information acquired in the second imaging step;
In the calculation step, position information of the welding target portion is calculated from the first image information acquired in the first imaging step or the second image information acquired in the second imaging step, and the image processing step The tip position information of the filler material is calculated from the difference image information generated in
And a laser welding method.
ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接方法において、
前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像手段で撮像することにより所定の画像情報を取得する画像情報取得工程と、
前記画像情報取得工程で取得された前記画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め工程と、を行い、
前記画像情報取得工程は、無地面に対応して配置された前記溶加材の先端部を含む第1領域を撮像することにより第1画像情報を取得する第1撮像工程と、
前記第1領域とは異なる領域であって少なくとも前記溶接対象部を含む第2領域を撮像することにより第2画像情報を取得する第2撮像工程と、を有し、
前記算出工程では、前記第1撮像工程で取得された前記第1画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出し、前記第2撮像工程で取得された前記第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出する、
ことを特徴とするレーザ溶接方法。
In the laser welding method of welding the welding target part by melting the filler material supplied to the welding target part of the workpiece with laser light,
An image information acquisition step of acquiring predetermined image information by imaging the tip portion of the filler material and the welding target portion with an imaging means;
A calculation step of calculating position information of the welding target portion and tip position information of the filler material from the image information acquired in the image information acquisition step;
A positioning step of positioning the tip of the filler material and the welding target portion based on the position information of the welding target portion calculated in the calculation step and the tip position information of the filler material, and
The image information acquisition step includes a first imaging step of acquiring first image information by imaging a first region including a tip portion of the filler material arranged corresponding to a ground surface;
A second imaging step of acquiring second image information by imaging a second region that is different from the first region and includes at least the welding target portion;
In the calculation step, tip position information of the filler material is calculated from the first image information acquired in the first imaging step, and the welding target is calculated from the second image information acquired in the second imaging step. Calculating the position information of the part,
And a laser welding method.
請求項1又は2に記載のレーザ溶接方法において、
前記算出工程では、前記画像情報取得工程で取得された画像情報から前記溶加材の先端部の形状を算出し、
前記算出工程で算出された前記溶加材の先端部の形状に基づいて当該溶加材の良否判定を行う判定工程をさらに行う、
ことを特徴とするレーザ溶接方法。
In the laser welding method according to claim 1 or 2 ,
In the calculation step, the shape of the tip of the filler material is calculated from the image information acquired in the image information acquisition step,
Further performing a determination step of determining pass / fail of the filler material based on the shape of the tip of the filler material calculated in the calculation step.
And a laser welding method.
請求項1〜のいずれか1項に記載のレーザ溶接方法において、
前記位置決め工程で位置決めされた前記溶加材の先端位置及び前記溶接対象部の位置のそれぞれが所定の設定位置の許容範囲内にあるか否かを判定する確認工程をさらに行い、
前記溶加材の先端位置及び前記溶接対象部の位置のうちの少なくともいずれか一方が前記設定位置の許容範囲内にないと前記確認工程で判定された場合、前記画像情報取得工程、前記算出工程、及び前記位置決め工程を再度行う、
ことを特徴とするレーザ溶接方法。
In the laser welding method of any one of Claims 1-3 ,
Further performing a confirmation step of determining whether or not each of the tip position of the filler material and the position of the welding target portion positioned in the positioning step is within an allowable range of a predetermined set position,
When it is determined in the confirmation step that at least one of the tip position of the filler material and the position of the welding target portion is not within the allowable range of the set position, the image information acquisition step, the calculation step And the positioning step is performed again.
And a laser welding method.
ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接システムにおいて、
前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段にて撮像された画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め制御手段と、
前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を含む第1領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第1画像情報と前記第1領域と同一の領域であって前記溶接対象部を含み前記溶加材の先端部を含まない第2領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第2画像情報との差分を抽出することにより差分画像情報を生成する画像処理部と、を備え、
前記算出部は、前記第1画像情報又は前記第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出し、前記差分画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出する、
ことを特徴とするレーザ溶接システム。
In the laser welding system for welding the welding target part by melting the filler material supplied to the welding target part of the workpiece with laser light,
Imaging means for imaging the tip of the filler material and the welding target part;
A calculation unit that calculates position information of the welding target part and tip position information of the filler material from image information captured by the imaging unit;
Positioning control means for positioning the tip of the filler material and the welding target part based on the position information of the welding target part calculated by the calculation part and the tip position information of the filler material;
The first image information obtained by imaging the first region including the tip of the filler material and the welding target portion with the imaging means is the same region as the first region, and the welding target portion is An image processing unit that generates difference image information by extracting a difference from the second image information obtained by imaging the second region that does not include the tip of the filler material by the imaging unit; Bei to give a,
The calculation unit calculates position information of the welding target portion from the first image information or the second image information, and calculates tip position information of the filler material from the difference image information.
A laser welding system characterized by that.
ワークの溶接対象部に供給された溶加材をレーザ光により溶融させて当該溶接対象部を溶接するレーザ溶接システムにおいて、
前記溶加材の先端部及び前記溶接対象部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段にて撮像された画像情報から前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記溶接対象部の位置情報及び前記溶加材の先端位置情報に基づいて前記溶加材の先端及び前記溶接対象部を位置決めする位置決め制御手段と、を備え、
前記算出部は、無地面に対応して配置された前記溶加材の先端部を含む第1領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第1画像情報から前記溶加材の先端位置情報を算出し、前記第1領域とは異なる領域であって少なくとも前記溶接対象部を含む第2領域を前記撮像手段にて撮像することにより得られた第2画像情報から前記溶接対象部の位置情報を算出する、
ことを特徴とするレーザ溶接システム。
In the laser welding system for welding the welding target part by melting the filler material supplied to the welding target part of the workpiece with laser light,
Imaging means for imaging the tip of the filler material and the welding target part;
A calculation unit that calculates position information of the welding target part and tip position information of the filler material from image information captured by the imaging unit;
Positioning control means for positioning the tip of the filler material and the welding object part based on the position information of the welding object part calculated by the calculation part and the tip position information of the filler material,
The calculator calculates the tip of the filler material from the first image information obtained by imaging the first region including the tip of the filler material arranged corresponding to a non-ground surface with the imaging means. The position information is calculated, and from the second image information obtained by imaging the second region that is different from the first region and includes at least the welding target portion with the imaging unit, the position of the welding target portion is calculated. Calculate location information,
A laser welding system characterized by that.
請求項5又は6に記載のレーザ溶接システムにおいて、
前記算出部は、前記撮像手段にて撮像することにより得られた画像情報から前記溶加材の先端部の形状を算出し、
前記算出部で算出された前記溶加材の先端部の形状に基づいて当該溶加材の良否を判定する判定部をさらに備える、
ことを特徴とするレーザ溶接システム。
The laser welding system according to claim 5 or 6 ,
The calculation unit calculates the shape of the tip of the filler material from image information obtained by imaging with the imaging unit,
A determination unit for determining the quality of the filler material based on the shape of the tip of the filler material calculated by the calculation unit;
A laser welding system characterized by that.
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