JPH0350635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザー光によつて鉄鋼を溶接す
るレーザ溶接装置に係り、特に溶接される先行板
と後行板の突き合わせ部分におけるギヤツプのギ
ヤツプ巾を検出してから溶接を行うようにしたレ
ーザ溶接装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は従来のレーザ溶接装置の平面図であ
る。図において、４は図示しないレーザ発振器か
らのレーザ光を伝送するダクトが装着された移動
ブロツク、５は移動ブロツク４を移動させる送り
ネジ、６は送りネジ５の軸受で、一対の支柱７，
７に架設された横桁８の両端側に設けられてい
る。１０は送りネジ５を回転させるためのサーボ
モータ、１１はザーボモータ１０のモータ軸に固
着された駆動歯車、１２は送りネジ５の一端に固
着された歯車で、駆動歯車１１と噛合させられて
いる。１３は移動ブロツク４の側部に装着された
加工ヘツド、１４はベツド、１５ａはベツド１４
に載置される先行板、１５ｂはベツド１４に載置
された後行板、１６は先行板１５ａと後行板１５
ｂとの溶接線である。

従来のレーザ溶接装置は上記のように構成さ
れ、たとえば、溶接しようとする先行板１５ａと
後行板１５ｂの長手方向即ち第６図の矢印Ｘ方向
の端部をベツド１４上で互いに突き合わせる。

次に、先行板１５ａと後先行板１５ｂの突き合
わせ部即ち溶接線１６に加工ヘツド１３より射出
されたレーザ光を照射して溶接を行う。このと
き、サーボモータ１０を回転させ、その回転力を
駆動歯車１１、歯車１２を介して送りネジ５に伝
達し、送りネジ５の回転により移動ブロツク４を
第６図の矢印Ｙ方向に移動させ、移動ブロツク４
に装着された加工ヘツド１３を溶接点１６に沿わ
せながら移動させて溶接を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のレーザ溶接装置では、ベツ
ド１４上で先行板１５ａと後行板１５ｂの突き合
わせはクランパによつて位置決めして行われるか
ら、先行板１５ａと後行板１５ｄの突き合わせ部
におけるギヤツプ量即ちギヤツプ巾はクランパの
位置決め動作により決定され、そのギヤツプ巾は
数十μｍであるが適正ギヤツプ巾かどうかの判断
はできず、確実で精度の高い溶接が得られるとは
限らないという問題点があつた。

この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、先行板と後行板との突き合せ部にお
けるギヤツプ巾を溶接前に比接触で測定し、その
ギヤツプ巾がレーザ溶接に適正かどうをの判断を
行つた後にレーザ溶接を行つて確実で精度の高い
レーザ溶接を行うことができるレーザ溶接装置を
得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るレーザ溶接装置は、溶接される
先行板と後行板の突き合せ部分を撮像する光学検
知手段と、光学検知手段が撮像した突き合せ部分
の正面像からギヤツプ巾を演算する演算手段と、
演算手段によつて演算されたギヤツプ巾と予め設
定されたギヤツプ巾の基準値とを比較して判断す
る比較回路と、比較回路が判断して出力する信号
に応じて溶接を開始させたり、停止させたりする
溶接機制御回路とを備えるように構成したもので
ある。

〔作用〕

この発明においては先行板と後行板の突き合せ
部のギヤツプのギヤツプ巾を光学検知手段で正画
像として検知し、正画像からギヤツプ巾を演算手
段で演算し、演算されたギヤツプ巾を比較回路で
基準値と比較して判断し、比較回路の出力信号に
応じて溶接機制御回路により溶接を開始させたり
停止させたりする制御を行う。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すレーザ溶接
装置の正面図、第２図は同レーザ溶接装置の平面
図である。図において、従来例と同一の構成は同
一符号を付して重複する説明を省略する。

符号１はレーザビームを射出するレーザ発振
器、２ａはレーザを伝送する伸縮自在なビーム伝
送ダクト、２ｂは通常のビーム伝送ダクト、３は
ビーム伝送ダクト２ａ及び２ｂを支持すると共に
光路変換を行う伝送ダクト支持部材、１７は加工
ヘツド１３から射出されるレーザビーム、２０は
加工ヘツド１３の側部に並設された工業用のビデ
オカメラで、先行板１５ａと後行板１５ｂの突き
合せ部を撮映する。

第３図はレーザ溶接装置で溶接される部材のギ
ヤツプの異常を検出するブロツク図である。

図において、１５ａ，１５ｂは溶接される先行
板と後行板、Ｇは先行板１５ａと後行板１５ｂの
突き合せ部分のギヤツプ、２１はギヤツプＧの像
を拡大する拡大光学系、２２はビデオカメラ２０
の正画像を２値化像にする２値化回路、２３はギ
ヤツプＧの巾２値化回路２２の出力信号から演算
する演算回路、２４は演算回路２３の演算結果を
表示するCRT、２５は演算回路２３の演算した
ギヤツプ巾の値を予め設定されたギヤツプ巾の基
準値と比較して判断する比較回路、２６は２値化
回路２２と演算回路２３とからなる演算手段、２
７は加工ツド１３にレーザ加工を行わせるように
制御する溶接機制御回路である。

次に、ヘツド１４上の先行板１５ａと後行板１
５ｂの突き合せられた部分におけるギヤツプＧの
ギヤツプ巾の異常を検出する場合の動作を第３図
のブロツク図及び第４図のフローチヤートを参照
しながら説明する。

まず、ステツプ１００で、ベツド１４上におけ
る溶接させる先行板１５ａと後行板１５ｂの突き
合わせが行われ、スタートする。次にステツプ１
０１で先行板１５ａと後行板１５ｂの突き合せが
終了する。そうすると、ステツプ１０２で、サー
ボモータ１０が回転して送りネジ５を回転させ、
それに伴い移動ブロツク４がＹ方向に移動し、移
動ブロツク４の装着されたビデオカメラ２０が先
行板１５ａと後行板１５ｂの溶接線１６の沿つて
移動し、突き合せ部におけるギヤツプＧのスキヤ
ニングが行われる。ステツプ１０３で、ビデオカ
メラ２０に取り付けられた拡大光学系２１でギヤ
ツプＧの像が拡大され、ビデオカメラ２０にはギ
ヤツプＧの拡大された正画像が撮像される。ステ
ツプ１０４で、拡大されたギヤツプＧの正画像が
２値化回路２２によつて２値化像に変換される。
ステツプ１０５では、その２値化像はギヤツプＧ
が黒、その他は白の像となることを示す。ステツ
プ１０６で、演算回路２３によつて２値化像のギ
ヤツプＧに相当する黒の像の部分の値が演算され
る。ステツプ１０７で、演算回路２３によるギヤ
ツプＧの演算結果をCRT２４に表示する。ステ
ツプ１０８で比較回路２５が演算回路２３の演算
したギヤプ巾の値と予め設定されたギヤツプ巾の
基準値R_fとを比較し、基準値以内にあるかどう
かをステツプ１０９で判断する。そして、演算回
路２３の演算したギヤツプ巾の値が基準値以内で
あるときは比較回路２５はステツプ１１０で示す
ように溶接開始信号を出力する。ステツプ１１１
では、その溶接開始信号を受けた溶接機制御回路
２７はサーボモータ１０を駆動させると共に加工
ヘツド１３により溶接を行わせる。即ち、サーボ
モータ１０を駆動させて加工ヘツド１３を一旦原
位置に戻してから再びサーボモータ１０を駆動さ
せて送りネジ５を回転させ、加工ヘツド１３をＹ
軸方向に移動させながら、レーザ発振器１をオン
にしてレーザ発振器１から出たレーザビームをビ
ーム伝送ダクト２ａ、移動ブロツク３、ビーム伝
送ダクト２ｂを経由させて加工ヘツド１３より先
行板１５ａと後行板１５ｂの溶接線１６に照射さ
せて溶接を行う。そして、ステツプ１１２で溶接
は終了する。

一方、演算回路２３の演算したギヤツプ巾の値
が基準値以内にないときは、比較回路２５はステ
ツプ１１３で示すように溶接停止信号を出力す
る。ステツプ１１４ではその溶接停止信号を受け
た溶接機制御回路２７は加工ヘツド１３による溶
接を停止させると共に突き合わせ用サーボモータ
２８を駆動させて再び先行板１５ａと後行板１５
ｂの突き合わせを行わせる。それ以後の動作はス
テツプ１０２に戻る。

以上の動作により、レーザビームの鋼板突き合
せ溶接が精度よく確実に行える。

第５図はこの発明の第２実施例と同一の構成は
従来例と同一符号を付して重複した説明を省略す
る。この実施例では、二台の工業用のビデオカメ
ラ２０，２０が用いられており、それぞれが送り
ネジ５とは別の小送りネジ５ａ，５ｂの回転によ
つて移動させられるように構成されている。そし
て、一方のビデオカメラ２０は先行板１５ａと後
行板１５ｂの突き合わせ部の半分を撮像し、他方
のビデオカメラ２０はその突き合わせ部の残り半
分を撮像して突き合わせ部全体のギヤツプを検知
するものである。また、各小送りネジ５ａ，５ｂ
はそれぞれ専用のサーボモータ１８によつて駆動
される。各ビデオカメラ２０によつて撮像された
ギヤツプＧのギヤツプ巾の制御は第１実施例と同
様な動作によつて行われるので、その作用の説明
は省略する。

この実施例では二台のビデオカメラ２０，２０
で突き合わせ部のギヤツプを半分ずつ検知するの
で、スキヤニングの時間が短くて済むという利点
がある。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、先行板と後行
板の突き合わせ部のギヤツプ巾を光学検知手段で
正画像として検知し、正画像からギヤツプ巾を演
算手段で演算し、演算されたギヤツプ巾を比較回
路で基準値と比較して判断し、比較回路の出力信
号に応じて溶接機制御回路により溶接を開始させ
たり停止させたりの制御を行うようにしたので、
確実で精度の高い溶接結果が得られるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すレーザ溶接
装置の正面図、第２図は同レーザ溶接装置の平面
図、第３図はレーザ溶接装置で溶接される部材の
ギヤツプの異常を検出するブロツク図、第４図は
ブロツク図の動作を示すフローチヤート、第５図
はこの発明の第２実施例を示すレーザ溶接装置の
正面図、第６図は従来のレーザ溶接装置の正面図
である。 図において、１５ａは先行板、１５ｂは後行
板、２０はビデオカメラ（光学検知手段）、２２
は２値化回路、２３は演算回路、２５は比較回
路、２６は演算手段、２７は溶接機制御回路であ
る。なお各図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザビームにより溶接される先行板と後行
   板の突ぎ合せ部分を撮像する光学検知手段と、光
   学検知手段が撮像した該突き合わせ部分の正画像
   からギヤツプのギヤツプ巾の値を演算する演算手
   段と、演算手段の演算したギヤツプ巾の値を予め
   設定されたギヤツプ巾の基準値と比較し、ギヤツ
   プ巾の値が基準値以下のときには溶接開始信号を
   出力し、ギヤツプ巾の値が基準値以上のときには
   溶接停止信号を出力する比較回路と、比較回路の
   溶接開始信号により溶接を開始させると共に溶接
   停止信号によりレーザ溶接を停止させる溶接機制
   御回路とを備えたことを特徴とするレーザ溶接装
   置。 ２ 演算手段は先行板と後行板の突き合せ部分の
   正画像をギヤツプとそれ以外の部分の２値化像に
   変換する２値化回路と２値化回路の出力したギヤ
   ツプ巾の値を演算する演算回路とを備えているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレー
   ザ溶接装置。