JP7353221B2 - レーザ溶接モニタリング装置及びレーザ溶接モニタリング方法 - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ溶接機に備えられている加工ヘッドが射出するレーザビームを被溶接材料に照射しているときに、前記レーザビームの照射位置で発生する、前記レーザビームの反射光と、前記反射光とは波長が異なる光である熱放射によるモニタリング光とを含む放射光を受光する受光ユニットと、前記放射光に含まれている前記反射光と前記モニタリング光とを分光し、分光した前記モニタリング光を第1の電気信号に変換する分光ユニットと、前記反射光を第2の電気信号に変換し、前記第2の電気信号のレベルが所定の閾値以上であるときトリガ信号を出力するトリガユニットと、前記トリガ信号が入力されると、前記第1の電気信号を所定時間積分した積分値が予め設定した上限値と下限値との間にあるか否かに基づく、前記被溶接材料のレーザ溶接が正常に行われているか否かの監視を開始するレーザ溶接モニタとを備えるレーザ溶接モニタリング装置を提供する。
本発明は、レーザ溶接機に備えられている加工ヘッドが射出するレーザビームを被溶接材料に照射しているときに、前記レーザビームの照射位置で発生する、前記レーザビームの反射光と、前記反射光とは波長が異なる光である熱放射によるモニタリング光とを含む放射光を受光ユニットで受光し、前記放射光に含まれている前記反射光と前記モニタリング光とを分光し、分光した前記モニタリング光を第1の電気信号に変換し、前記反射光を第2の電気信号に変換し、前記第2の電気信号のレベルが所定の閾値以上であるときトリガ信号を生成し、前記トリガ信号の入力をトリガとして、前記第1の電気信号を所定時間積分した積分値が予め設定した上限値と下限値との間にあるか否かに基づく、前記被溶接材料のレーザ溶接が正常に行われているか否かの監視を開始するレーザ溶接モニタリング方法を提供する。
11 レーザ発振器
12 プロセスファイバ
20 加工ヘッド
21 ガルバノスキャナ
22 fθレンズ
30a,30b,30c 受光ユニット
31 バンドルファイバ
40 分光ユニット
41 ダイクロイックミラー
42,61 フォトセンサ
50 レーザ溶接機
51 反射光伝送ファイバ
52 モニタ信号伝送ケーブル
60 トリガユニット
62 レベル判定部
63 トリガ信号発生部
71 トリガ信号伝送ケーブル
80 レーザ溶接モニタ
100 レーザ溶接モニタリング装置
120 突き合わせ面
W1,W2 板金(被溶接材料)
Claims (8)
- レーザ溶接機に備えられている加工ヘッドが射出するレーザビームを被溶接材料に照射しているときに、前記レーザビームの照射位置で発生する、前記レーザビームの反射光と、前記反射光とは波長が異なる光である熱放射によるモニタリング光とを含む放射光を受光する受光ユニットと、
前記放射光に含まれている前記反射光と前記モニタリング光とを分光し、分光した前記モニタリング光を第1の電気信号に変換する分光ユニットと、
前記反射光を第2の電気信号に変換し、前記第2の電気信号のレベルが所定の閾値以上であるか否かを判定して、前記第2の電気信号のレベルが前記閾値以上となると前記レーザ溶接機が前記被溶接材料への溶接を開始したタイミングを示すトリガ信号を出力するトリガユニットと、
前記トリガ信号が入力されると、前記第1の電気信号に基づいて、前記被溶接材料のレーザ溶接が正常に行われているか否かの判定を開始するレーザ溶接モニタと、
を備えるレーザ溶接モニタリング装置。 - レーザ溶接機に備えられている加工ヘッドが射出するレーザビームを被溶接材料に照射しているときに、前記レーザビームの照射位置で発生する、前記レーザビームの反射光と、前記反射光とは波長が異なる光である熱放射によるモニタリング光とを含む放射光を受光する受光ユニットと、
前記放射光に含まれている前記反射光と前記モニタリング光とを分光し、分光した前記モニタリング光を第1の電気信号に変換する分光ユニットと、
前記反射光を第2の電気信号に変換し、前記第2の電気信号のレベルが所定の閾値以上であるときトリガ信号を出力するトリガユニットと、
前記トリガ信号が入力されると、前記第1の電気信号を所定時間積分した積分値が予め設定した上限値と下限値との間にあるか否かに基づく、前記被溶接材料のレーザ溶接が正常に行われているか否かの監視を開始するレーザ溶接モニタと、
を備えるレーザ溶接モニタリング装置。 - 前記レーザビームの波長は900nm~1100nmであり、前記モニタリング光の波長は1300nm~2500nmの近赤外光である請求項1または2に記載のレーザ溶接モニタリング装置。
- 前記加工ヘッドは、前記加工ヘッドが射出する前記レーザビームを変位、振動、または回転させるガルバノスキャナと、前記レーザビームを前記被溶接材料に集束させて照射するfθレンズとを備え、
前記fθレンズの周囲に配置された複数の受光ユニットを備える
請求項1~3のいずれか1項に記載のレーザ溶接モニタリング装置。 - レーザ溶接機に備えられている加工ヘッドが射出するレーザビームを被溶接材料に照射しているときに、前記レーザビームの照射位置で発生する、前記レーザビームの反射光と、前記反射光とは波長が異なる光である熱放射によるモニタリング光とを含む放射光を受光ユニットで受光し、
前記放射光に含まれている前記反射光と前記モニタリング光とを分光し、
分光した前記モニタリング光を第1の電気信号に変換し、
前記反射光を第2の電気信号に変換し、
前記第2の電気信号のレベルが所定の閾値以上であるか否かを判定して、前記第2の電気信号のレベルが前記閾値以上となると前記レーザ溶接機が前記被溶接材料への溶接を開始したタイミングを示すトリガ信号を生成し、
前記トリガ信号の入力をトリガとして、前記第1の電気信号に基づいて、前記被溶接材料のレーザ溶接が正常に行われているか否かの判定を開始する
レーザ溶接モニタリング方法。 - レーザ溶接機に備えられている加工ヘッドが射出するレーザビームを被溶接材料に照射しているときに、前記レーザビームの照射位置で発生する、前記レーザビームの反射光と、前記反射光とは波長が異なる光である熱放射によるモニタリング光とを含む放射光を受光ユニットで受光し、
前記放射光に含まれている前記反射光と前記モニタリング光とを分光し、
分光した前記モニタリング光を第1の電気信号に変換し、
前記反射光を第2の電気信号に変換し、
前記第2の電気信号のレベルが所定の閾値以上であるときトリガ信号を生成し、
前記トリガ信号の入力をトリガとして、前記第1の電気信号を所定時間積分した積分値が予め設定した上限値と下限値との間にあるか否かに基づく、前記被溶接材料のレーザ溶接が正常に行われているか否かの監視を開始する
レーザ溶接モニタリング方法。 - 前記レーザビームの波長は900nm~1100nmであり、前記モニタリング光の波長は1300nm~2500nmの近赤外光である請求項5または6に記載のレーザ溶接モニタリング方法。
- 前記加工ヘッドは、前記加工ヘッドが射出する前記レーザビームを変位、振動、または回転させるガルバノスキャナと、前記レーザビームを前記被溶接材料に集束させて照射するfθレンズとを備え、
前記放射光を、前記fθレンズの周囲に配置された複数の受光ユニットで受光する
請求項5~7のいずれか1項に記載のレーザ溶接モニタリング方法。
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