JPH04228283A - 被加工物を突合せ溶接する溶接装置を自動的に位置合わせする装置および方法 - Google Patents
被加工物を突合せ溶接する溶接装置を自動的に位置合わせする装置および方法Info
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- JPH04228283A JPH04228283A JP3079801A JP7980191A JPH04228283A JP H04228283 A JPH04228283 A JP H04228283A JP 3079801 A JP3079801 A JP 3079801A JP 7980191 A JP7980191 A JP 7980191A JP H04228283 A JPH04228283 A JP H04228283A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、突合せ溶接すべき少
なくとも２つの被加工物の対向する縁辺間の間隙に沿っ
て溶接装置を整列する装置と方法、特に、溶接点から有
効に隔絶された可視映像装置と溶接効果とを有し、溶接
装置と被加工物間の相対運動の間に溶接すべき少なくと
も２つの被加工物の対向する縁辺間の間隙の中心と溶接
装置を自動的に整列する装置と方法に関するものである
。
なくとも２つの被加工物の対向する縁辺間の間隙に沿っ
て溶接装置を整列する装置と方法、特に、溶接点から有
効に隔絶された可視映像装置と溶接効果とを有し、溶接
装置と被加工物間の相対運動の間に溶接すべき少なくと
も２つの被加工物の対向する縁辺間の間隙の中心と溶接
装置を自動的に整列する装置と方法に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】幅広い種類の製造と鉄鋼処理作業におい
て、鋼の板や条片、或は合金または類似物等の同様な材
料を溶接等によって互いに接合するよう度々所要または
要求される。また、これは注文や一部仕立てるために異
なった材料または厚さの板の接合を含むことがある。こ
の様な接合は通常のシーム溶接装置、アーク溶接装置、
高エネルギレーザ、電子ビーム溶接装置やプラズマアー
ク溶接装置等によって達成できる。
て、鋼の板や条片、或は合金または類似物等の同様な材
料を溶接等によって互いに接合するよう度々所要または
要求される。また、これは注文や一部仕立てるために異
なった材料または厚さの板の接合を含むことがある。こ
の様な接合は通常のシーム溶接装置、アーク溶接装置、
高エネルギレーザ、電子ビーム溶接装置やプラズマアー
ク溶接装置等によって達成できる。
【０００３】シーム溶接の品質が機械的およびミクロ組
織特性の基材料に少なくとも等しくなければならないた
めに、多くの今日の改良された技術利用における溶接の
品質を最適にするのが重要である。特に、溶接の品質は
全体のミクロ組織、ミクロ硬度、引張特性、成形性、疲
労強度および破壊靭性等に影響を及ぼし、接合工程の全
体値と接合部材の特性に直接に影響を及ぼす。更に、接
合すべき２つの当接される板の間の間隙を正確に追跡す
る溶接装置の能力は、特に、溶接作用点が間隙の中心と
密接に整列して連続的に維持されねばならない厳密に焦
点合せされるエネルギビームを用いる高速溶接作業にお
ける適切な溶接を確実にするよう制限される。
織特性の基材料に少なくとも等しくなければならないた
めに、多くの今日の改良された技術利用における溶接の
品質を最適にするのが重要である。特に、溶接の品質は
全体のミクロ組織、ミクロ硬度、引張特性、成形性、疲
労強度および破壊靭性等に影響を及ぼし、接合工程の全
体値と接合部材の特性に直接に影響を及ぼす。更に、接
合すべき２つの当接される板の間の間隙を正確に追跡す
る溶接装置の能力は、特に、溶接作用点が間隙の中心と
密接に整列して連続的に維持されねばならない厳密に焦
点合せされるエネルギビームを用いる高速溶接作業にお
ける適切な溶接を確実にするよう制限される。
【０００４】大半の溶接形状は接合される被加工物の対
向する基部縁辺の一致によって決められるだけでなく、
転換中の２つの当接された被加工物間の間隙の誤った位
置決めを補正する追跡装置の能力によっても決められる
。従って、この様な作業に使用する実用的で信頼できる
シーム追跡装置を改良する努力が行われれている。
向する基部縁辺の一致によって決められるだけでなく、
転換中の２つの当接された被加工物間の間隙の誤った位
置決めを補正する追跡装置の能力によっても決められる
。従って、この様な作業に使用する実用的で信頼できる
シーム追跡装置を改良する努力が行われれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】溶接される間隙を追跡
する１つの試みは、接触するプローブを用いることであ
る。この様な装置は、溶接ヘッドがリンク連結される滑
動または転動機構の機械的案内の様に被加工物の物理的
特性乃至は連続間隙を一般的に用いている。この設計の
追跡装置は先行したり或は溶接ヘッドの側部に横方向に
隔たり、溶接点または溶接領域の付近に隣接した十分な
物理的空間を占めている。接触装置の実行は、被加工物
による前方運動が溶接ヘッドマニプレータに整列する横
方向力を生じる簡単な機械的設計から、プローブの力が
電子的に感知されて駆動電動機を作動するよう用いられ
る複雑なコンピュータ制御される電子機械的装置に、変
更できる。併し、この様な装置は度々継目との接触に失
敗し、追跡装置の作動を遮断して、溶接品質を損なって
しまう。一般的に、この様な装置は低溶接速度で特別な
利用（例えば、接合される被加工物の予定の制御された
物理的特性と連続間隙）に制限され、熱による損傷や摩
耗および他の不都合なことゝ同様に感度の変動を受ける
。
する１つの試みは、接触するプローブを用いることであ
る。この様な装置は、溶接ヘッドがリンク連結される滑
動または転動機構の機械的案内の様に被加工物の物理的
特性乃至は連続間隙を一般的に用いている。この設計の
追跡装置は先行したり或は溶接ヘッドの側部に横方向に
隔たり、溶接点または溶接領域の付近に隣接した十分な
物理的空間を占めている。接触装置の実行は、被加工物
による前方運動が溶接ヘッドマニプレータに整列する横
方向力を生じる簡単な機械的設計から、プローブの力が
電子的に感知されて駆動電動機を作動するよう用いられ
る複雑なコンピュータ制御される電子機械的装置に、変
更できる。併し、この様な装置は度々継目との接触に失
敗し、追跡装置の作動を遮断して、溶接品質を損なって
しまう。一般的に、この様な装置は低溶接速度で特別な
利用（例えば、接合される被加工物の予定の制御された
物理的特性と連続間隙）に制限され、熱による損傷や摩
耗および他の不都合なことゝ同様に感度の変動を受ける
。
【０００６】従って、上述した制限に対応すると共に溶
接継目（特に、縁辺状態）周りの一層の情報を設けるよ
う種々な非接触プローブの使用が試みられている。接触
プローブ装置は間隙に沿った予定の数（例えば、１つま
たは２つ）の点だけを感知できるので、非接触センサは
、幾何学的間隙の有効な“地図”を設けるよう溶接すべ
き間隙を横切って繰返し走査することが出来る。沢山の
非接触感知媒体が研究されており、磁石と電磁石（リラ
クタンスおよび渦電流型）の利用を含むと共に、フルイ
ディクスと空気圧、音響伝搬、可視および赤外線映像の
利用を含んでいる。この分野において、可視映像の使用
とアーク感知は最も今日重大な試みである。
接継目（特に、縁辺状態）周りの一層の情報を設けるよ
う種々な非接触プローブの使用が試みられている。接触
プローブ装置は間隙に沿った予定の数（例えば、１つま
たは２つ）の点だけを感知できるので、非接触センサは
、幾何学的間隙の有効な“地図”を設けるよう溶接すべ
き間隙を横切って繰返し走査することが出来る。沢山の
非接触感知媒体が研究されており、磁石と電磁石（リラ
クタンスおよび渦電流型）の利用を含むと共に、フルイ
ディクスと空気圧、音響伝搬、可視および赤外線映像の
利用を含んでいる。この分野において、可視映像の使用
とアーク感知は最も今日重大な試みである。
【０００７】アブシア等の米国特許第４，８０６，７３
２号明細書に例示される様に、アーク感知は、溶接ヘッ
ドと被加工物間の間隔にアークの電気的特性が起因する
関係に基いている。従って、間隙を前後に横切る溶接ヘ
ッドの動きは、間隙の詳細を認識するために電子分析で
きる変化する電気的応答（アーク電圧乃至は電流）を生
じる。これは溶接ヘッドを抑制するよう識別される寸法
のセンサが無いために都合が良く、溶接点において感知
が行われる。他方、アーク感知装置においては、溶接ヘ
ッドまたはアークが間隙または継目を横切って揺動され
ねばならず、小さな電気的変化が固有の波動するアーク
特性から検出区別するのが困難になる。更に、溶接ヘッ
ドが被加工物の間に来る迄、アークの電気的特性が感知
できないので、トーチの予設置のためのアーク開始の前
に継目を検出できず、感知装置の次元的解像度がまた制
限される。
２号明細書に例示される様に、アーク感知は、溶接ヘッ
ドと被加工物間の間隔にアークの電気的特性が起因する
関係に基いている。従って、間隙を前後に横切る溶接ヘ
ッドの動きは、間隙の詳細を認識するために電子分析で
きる変化する電気的応答（アーク電圧乃至は電流）を生
じる。これは溶接ヘッドを抑制するよう識別される寸法
のセンサが無いために都合が良く、溶接点において感知
が行われる。他方、アーク感知装置においては、溶接ヘ
ッドまたはアークが間隙または継目を横切って揺動され
ねばならず、小さな電気的変化が固有の波動するアーク
特性から検出区別するのが困難になる。更に、溶接ヘッ
ドが被加工物の間に来る迄、アークの電気的特性が感知
できないので、トーチの予設置のためのアーク開始の前
に継目を検出できず、感知装置の次元的解像度がまた制
限される。
【０００８】また、可視映像装置は種々な追跡装置に用
いられている。この様な可視映像装置は、溶接アークや
補助高強度光源によって設けられる様な一般的な照明に
よって溶接領域（一般的には溶接点の前の継目）を映像
装置が監視する非構造の光装置として一般に呼ばれてい
る。映像は、継目の準備の代表的な特長のために監視さ
れる照明の変化する値に従って解析される。この型式の
可視映像装置は、突合せられる平らな被加工物間に明確
な継目間隙が存在する突合せ継目の溶接に特別に成功し
ている。この様な映像装置は非接触であるが、映像装置
は溶接点の前の領域に一般に向けられており、従って、
溶接領域と高指向性に対して邪魔になると見られる。
いられている。この様な可視映像装置は、溶接アークや
補助高強度光源によって設けられる様な一般的な照明に
よって溶接領域（一般的には溶接点の前の継目）を映像
装置が監視する非構造の光装置として一般に呼ばれてい
る。映像は、継目の準備の代表的な特長のために監視さ
れる照明の変化する値に従って解析される。この型式の
可視映像装置は、突合せられる平らな被加工物間に明確
な継目間隙が存在する突合せ継目の溶接に特別に成功し
ている。この様な映像装置は非接触であるが、映像装置
は溶接点の前の領域に一般に向けられており、従って、
溶接領域と高指向性に対して邪魔になると見られる。
【０００９】また、可視映像装置は、特別な型の光照射
を有する構成された光装置を設ける追跡装置に使用され
る。この様な映像装置において、光装置は焦点合せビー
ムや、映像装置に直角に照射される光の１つの面または
多数の面とするよう出来る。特別な光波長の認識は被加
工物からの光の反射の型を検知でき、被加工物の上に１
つまたは複数個の点を配置するよう行われる光学的三角
測量解析を可能にしている。これは照射および映像装置
により解析されるべき継目部分の形状の種々な範囲の分
析を許している。光照射装置は、アークの存在の下に認
識できる強度または明確な波長を有した高強度ストロボ
灯である。また、構成された光装置は溶接領域の前に間
隔を置いた領域を一般に感知して、非接触であっても溶
接領域と指向性に対して邪魔になるものと見られる。更
に、この様な光装置は、三角測量技術で使用すべくアル
ゴリズムを行うよう別のコンピュータメモリやソフトウ
エアを必要とすることによって一般に複雑である。
を有する構成された光装置を設ける追跡装置に使用され
る。この様な映像装置において、光装置は焦点合せビー
ムや、映像装置に直角に照射される光の１つの面または
多数の面とするよう出来る。特別な光波長の認識は被加
工物からの光の反射の型を検知でき、被加工物の上に１
つまたは複数個の点を配置するよう行われる光学的三角
測量解析を可能にしている。これは照射および映像装置
により解析されるべき継目部分の形状の種々な範囲の分
析を許している。光照射装置は、アークの存在の下に認
識できる強度または明確な波長を有した高強度ストロボ
灯である。また、構成された光装置は溶接領域の前に間
隔を置いた領域を一般に感知して、非接触であっても溶
接領域と指向性に対して邪魔になるものと見られる。更
に、この様な光装置は、三角測量技術で使用すべくアル
ゴリズムを行うよう別のコンピュータメモリやソフトウ
エアを必要とすることによって一般に複雑である。
【００１０】上述した様な構成された光装置の１つの例
としては、アメリカ合衆国のオルデルフト・コーポレー
ションによって製造されたシームパイロット光学外形セ
ンサ装置がある。三角測量技術を用いる外は、シームパ
イロット装置は、コンピュータに蓄積されたプログラム
組されたテンプレートや予定された反射形状によって反
射される監視光線のカメラ読取と比較し、これによって
蓄積されたテンプレート模様と矛盾するカメラ読取りを
補正するよう溶接装置の位置決めで修正が行われる。従
って、シームパイロット装置は、予定されたテンプレー
ト模様（閉鎖ループ設計として時々言及された）との比
較に応答してだけ溶接装置の位置の調節を行う。この様
に、上述した様なこのシームパイロット装置の他の欠点
に加えて、このシームパイロット装置の精度は比較のた
めに有用な１つ以上のプログラム組みされたテンプレー
トの精度に制限され、新しい利用に対するシームパイロ
ット装置の適用は特に厄介である。
としては、アメリカ合衆国のオルデルフト・コーポレー
ションによって製造されたシームパイロット光学外形セ
ンサ装置がある。三角測量技術を用いる外は、シームパ
イロット装置は、コンピュータに蓄積されたプログラム
組されたテンプレートや予定された反射形状によって反
射される監視光線のカメラ読取と比較し、これによって
蓄積されたテンプレート模様と矛盾するカメラ読取りを
補正するよう溶接装置の位置決めで修正が行われる。従
って、シームパイロット装置は、予定されたテンプレー
ト模様（閉鎖ループ設計として時々言及された）との比
較に応答してだけ溶接装置の位置の調節を行う。この様
に、上述した様なこのシームパイロット装置の他の欠点
に加えて、このシームパイロット装置の精度は比較のた
めに有用な１つ以上のプログラム組みされたテンプレー
トの精度に制限され、新しい利用に対するシームパイロ
ット装置の適用は特に厄介である。
【００１１】工業的に考えられる他の装置は、アール・
ダブリュウ・リチャードソン、ディ・エー・ガトゥ、ア
ール・エー・アンダーソン、ディ・エフ・ファウセン等
による“工程監視制御のための同軸アーク溶接プール観
察”と題する「溶接ジヤーナル」１９８４年、３月号の
４３〜５０頁の論文に記載される様に溶接領域と同軸で
ある映像装置を有している。特に、この設計の映像装置
は溶接トーチ装置自体と一体化されている。この構成は
、一般的に個別に取付けられて溶接トーチ軸心に対して
傾斜角度を以て方向付けられた溶接トーチに対して外観
が映像装置と異なっている。併し、従来の総ての映像装
置による様に、この同軸装置の映像監視能力は、溶接領
域に近接して本質的に存在する煙やスパッタや溶接屑等
を制御する能力の無いことによって損なわれる。
ダブリュウ・リチャードソン、ディ・エー・ガトゥ、ア
ール・エー・アンダーソン、ディ・エフ・ファウセン等
による“工程監視制御のための同軸アーク溶接プール観
察”と題する「溶接ジヤーナル」１９８４年、３月号の
４３〜５０頁の論文に記載される様に溶接領域と同軸で
ある映像装置を有している。特に、この設計の映像装置
は溶接トーチ装置自体と一体化されている。この構成は
、一般的に個別に取付けられて溶接トーチ軸心に対して
傾斜角度を以て方向付けられた溶接トーチに対して外観
が映像装置と異なっている。併し、従来の総ての映像装
置による様に、この同軸装置の映像監視能力は、溶接領
域に近接して本質的に存在する煙やスパッタや溶接屑等
を制御する能力の無いことによって損なわれる。
【００１２】この発明の目的は、工業的に有用な従来の
可視映像装置の問題を解決する可視映像装置を用いる、
接合すべき少なくとも被加工物の対向する縁辺によって
形成される間隙の中心に沿って溶接装置を整列する装置
を提供することにある。
可視映像装置の問題を解決する可視映像装置を用いる、
接合すべき少なくとも被加工物の対向する縁辺によって
形成される間隙の中心に沿って溶接装置を整列する装置
を提供することにある。
【００１３】この発明の他の目的は、部材当たりの溶接
費用を最小に出来るように高速溶接が可能な、接合すべ
き少なくとも被加工物の対向する縁辺によって形成され
る間隙の中心に沿って溶接装置を整列する装置を提供す
ることにある。
費用を最小に出来るように高速溶接が可能な、接合すべ
き少なくとも被加工物の対向する縁辺によって形成され
る間隙の中心に沿って溶接装置を整列する装置を提供す
ることにある。
【００１４】この発明の別の目的は、被加工物の対向す
る縁辺によって形成される間隙の中心に沿って溶接装置
の整列を維持するように並進状態に溶接装置乃至は被加
工物を調節する整列装置を提供することにある。
る縁辺によって形成される間隙の中心に沿って溶接装置
の整列を維持するように並進状態に溶接装置乃至は被加
工物を調節する整列装置を提供することにある。
【００１５】この発明の更に他の目的は、簡単で、確実
で、安価で且つ効果的な、接合すべき少なくとも被加工
物の対向する縁辺によって形成される間隙の中心に沿っ
て溶接装置を整列する装置を提供することにある。
で、安価で且つ効果的な、接合すべき少なくとも被加工
物の対向する縁辺によって形成される間隙の中心に沿っ
て溶接装置を整列する装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明の１つの形態に
従えば、溶接シームを形成する相対運動の間に、被加工
物の基部縁辺が間隙に沿って接合出来る様に溶接装置と
被加工物間の相対運動が間隙と大体平行な縦軸心に沿っ
て生じる、接合すべき少なくとも被加工物の対向する縁
辺によって形成される間隙の中心に沿って溶接装置を整
列する装置が提供される。この整列装置は、溶接領域の
下流の間隙に沿った可視領域の映像の監視によって予定
された２次元座標装置に対して間隙中心の位置を決める
ための映像装置を好適に有している。この映像は、溶接
装置と間隙中心が常に適切に整列されるように溶接装置
乃至は被加工物間隙の位置決めに並進調節を生じるべく
フィードバック制御装置と相互作用する出力信号に次い
で変換される。更に、映像装置は、高倍率光学装置、シ
ュラウド構造、個別の光源、可視領域からの煙やスパッ
タや他の溶接屑等を分散して溶接中の溶接水柱により生
じられる眩しさを避けるよう方向付けされた噴射の形に
溶接領域に供給される不活性ガスの流れ等を使用して溶
接領域から効果的に隔絶されている。
従えば、溶接シームを形成する相対運動の間に、被加工
物の基部縁辺が間隙に沿って接合出来る様に溶接装置と
被加工物間の相対運動が間隙と大体平行な縦軸心に沿っ
て生じる、接合すべき少なくとも被加工物の対向する縁
辺によって形成される間隙の中心に沿って溶接装置を整
列する装置が提供される。この整列装置は、溶接領域の
下流の間隙に沿った可視領域の映像の監視によって予定
された２次元座標装置に対して間隙中心の位置を決める
ための映像装置を好適に有している。この映像は、溶接
装置と間隙中心が常に適切に整列されるように溶接装置
乃至は被加工物間隙の位置決めに並進調節を生じるべく
フィードバック制御装置と相互作用する出力信号に次い
で変換される。更に、映像装置は、高倍率光学装置、シ
ュラウド構造、個別の光源、可視領域からの煙やスパッ
タや他の溶接屑等を分散して溶接中の溶接水柱により生
じられる眩しさを避けるよう方向付けされた噴射の形に
溶接領域に供給される不活性ガスの流れ等を使用して溶
接領域から効果的に隔絶されている。
【００１７】明細書は、この発明を特別に指摘し且つ明
確に請求する請求範囲を記載すると共に、添付図面に関
連して行われる以下の説明からこの発明が良好に理解さ
れるものと確信される。
確に請求する請求範囲を記載すると共に、添付図面に関
連して行われる以下の説明からこの発明が良好に理解さ
れるものと確信される。
【００１８】
【実施例】少なくとも２つの被加工物の対向する縁部を
接合する作用を有する通常のシーム溶接装置、突合せ溶
接装置、アーク溶接装置、電子ビーム溶接装置やプラズ
マアーク溶接装置の様な他の適宜な型の溶接装置を使用
出来るが、レーザ溶接装置に関連してこの発明の整列装
置が説明されよう。
接合する作用を有する通常のシーム溶接装置、突合せ溶
接装置、アーク溶接装置、電子ビーム溶接装置やプラズ
マアーク溶接装置の様な他の適宜な型の溶接装置を使用
出来るが、レーザ溶接装置に関連してこの発明の整列装
置が説明されよう。
【００１９】図面を詳細にいま参照するに、同一の符号
は図面に亙って同一の部材を示しており、図１はレーザ
溶接装置に使用される時のこの発明に従って造られた整
列装置１０を概略的に示している。図２は、この様なレ
ーザ溶接装置と関連した整列装置１０の推奨実施例の別
の詳細を示している。図２に示される様に、整列装置１
０はガントリー構造１８が載置された作業テーブル１５
を好適に有する。ガントリー構造１８は中空の横部材２
２と、ボールねじ装置（図３および図４参照）によって
横部材２２に沿って移動可能に設けられた機械的キャリ
ッジ２３とを有するよう図示されている。
は図面に亙って同一の部材を示しており、図１はレーザ
溶接装置に使用される時のこの発明に従って造られた整
列装置１０を概略的に示している。図２は、この様なレ
ーザ溶接装置と関連した整列装置１０の推奨実施例の別
の詳細を示している。図２に示される様に、整列装置１
０はガントリー構造１８が載置された作業テーブル１５
を好適に有する。ガントリー構造１８は中空の横部材２
２と、ボールねじ装置（図３および図４参照）によって
横部材２２に沿って移動可能に設けられた機械的キャリ
ッジ２３とを有するよう図示されている。
【００２０】特に、機械的キャリッジ２３は軌条２５上
をグリップ２４によって横部材２２に沿って案内される
。電動機２６は、機械的キャリッジ２３の逆ねじと係合
するねじを有したボールねじ２７を駆動して、ボールね
じ２７が回転する時に機械的キャリッジ２３を直線作動
するように為す。機械的キャリッジ２３の作動に関係無
く常に反射鏡２９との整列を維持するために機械的キャ
リッジ２３の頂部に反射鏡３６が設けられているのが図
３において注意されよう。勿論、同様な機械的キャリッ
ジ／支持レール構造が機械的キャリッジ２３と関連して
使用できる。理解される様に、ガントリー構造１８と移
動可能な機械的キャリッジ２３は、作業テーブル１５を
横切る溶接装置または切断装置の横方向移動が出来るよ
うに設けることが出来るが、これに限られるものではな
い。
をグリップ２４によって横部材２２に沿って案内される
。電動機２６は、機械的キャリッジ２３の逆ねじと係合
するねじを有したボールねじ２７を駆動して、ボールね
じ２７が回転する時に機械的キャリッジ２３を直線作動
するように為す。機械的キャリッジ２３の作動に関係無
く常に反射鏡２９との整列を維持するために機械的キャ
リッジ２３の頂部に反射鏡３６が設けられているのが図
３において注意されよう。勿論、同様な機械的キャリッ
ジ／支持レール構造が機械的キャリッジ２３と関連して
使用できる。理解される様に、ガントリー構造１８と移
動可能な機械的キャリッジ２３は、作業テーブル１５を
横切る溶接装置または切断装置の横方向移動が出来るよ
うに設けることが出来るが、これに限られるものではな
い。
【００２１】レーザ３０、例えば、２．５キロワット高
速軸流二酸化炭素レーザであるコヒレント・ゼネラル社
の型式ＥＦＡ５３レーザ、は高出力レーザビーム３１を
反射鏡２８に対して好適に照射して、この反射鏡２８か
ら高出力レーザビーム３１が第２の反射鏡２９に向けて
上方に反射され、この第２の反射鏡２９から横部材２２
の中空部に向って横方向に照射される。安全のために、
レーザビーム３１を覆うよう導管３３が反射鏡２９と横
部材２２との間に設けることが出来る。
速軸流二酸化炭素レーザであるコヒレント・ゼネラル社
の型式ＥＦＡ５３レーザ、は高出力レーザビーム３１を
反射鏡２８に対して好適に照射して、この反射鏡２８か
ら高出力レーザビーム３１が第２の反射鏡２９に向けて
上方に反射され、この第２の反射鏡２９から横部材２２
の中空部に向って横方向に照射される。安全のために、
レーザビーム３１を覆うよう導管３３が反射鏡２９と横
部材２２との間に設けることが出来る。
【００２２】光学装置を有するレーザ集中装置３５が機
械的キャリッジ２３と関連して且つ第３の反射鏡３６と
整列して設けられている。この第３の反射鏡３６は、高
出力レーザビーム３１を受けて高出力レーザビーム３１
を反射鏡３６の下の溶接領域に向かって反射するように
設けられている。レーザ集中装置３５の模範的な一体装
置として、ミシガン州、サウスフィールドのレーザ・メ
カニックス・インコーポレイテッド社から型式名アキュ
カッター・システムとして市販されている。更に、レー
ザ集中装置３５は、高出力レーザビーム３１が作業テー
ブル１５に向かって下方に照射される焦点合せレンズ３
８を有している。図１に明示される様に、焦点合せレン
ズ３８はレンズマウント４０によって保持される。この
レンズマウント４０の少なくとも一部は使用中の焦点合
せレンズ３８の過熱を防止するように水冷されるのが好
適である。良質のレーザ溶接乃至は切断を行うのに適切
な様に異なった口径と焦点距離を持った多数の異なった
レンズが使用できる。２５４ｍｍ（１０インチ）と１２
７ｍｍ（５インチ）の焦点距離を有する焦点合せレンズ
がこの発明の試験において良好に用いられた。
械的キャリッジ２３と関連して且つ第３の反射鏡３６と
整列して設けられている。この第３の反射鏡３６は、高
出力レーザビーム３１を受けて高出力レーザビーム３１
を反射鏡３６の下の溶接領域に向かって反射するように
設けられている。レーザ集中装置３５の模範的な一体装
置として、ミシガン州、サウスフィールドのレーザ・メ
カニックス・インコーポレイテッド社から型式名アキュ
カッター・システムとして市販されている。更に、レー
ザ集中装置３５は、高出力レーザビーム３１が作業テー
ブル１５に向かって下方に照射される焦点合せレンズ３
８を有している。図１に明示される様に、焦点合せレン
ズ３８はレンズマウント４０によって保持される。この
レンズマウント４０の少なくとも一部は使用中の焦点合
せレンズ３８の過熱を防止するように水冷されるのが好
適である。良質のレーザ溶接乃至は切断を行うのに適切
な様に異なった口径と焦点距離を持った多数の異なった
レンズが使用できる。２５４ｍｍ（１０インチ）と１２
７ｍｍ（５インチ）の焦点距離を有する焦点合せレンズ
がこの発明の試験において良好に用いられた。
【００２３】更に、レーザ集中装置３５の代わりに軸外
し抛物鏡反射装置が使用できることが当業者には理解さ
れよう。溶接領域に向かって高出力レーザビーム３１を
焦点合せするように、この様な反射装置として、例えば
、ミシガン州、プリマウスのロフィン・シーナー・イン
コーポレィテッド社の型式４８６ー１０００ーＸ鏡焦点
合せ装置が使用できる。
し抛物鏡反射装置が使用できることが当業者には理解さ
れよう。溶接領域に向かって高出力レーザビーム３１を
焦点合せするように、この様な反射装置として、例えば
、ミシガン州、プリマウスのロフィン・シーナー・イン
コーポレィテッド社の型式４８６ー１０００ーＸ鏡焦点
合せ装置が使用できる。
【００２４】この発明が溶接を行う場合の整列装置とし
て図示説明されると共に、切断通路が被加工物に予め表
示されるレーザ切断作業に適用出来ることが理解される
べきである。レーザ切断とレーザ溶接がアシストガスと
圧力を適宜に簡単に調節する単一レーザ装置によって為
し得ることは周知である。更に、この発明は全ての溶接
作業に等しく適用できるもので、レーザ装置に制限され
るものではない。
て図示説明されると共に、切断通路が被加工物に予め表
示されるレーザ切断作業に適用出来ることが理解される
べきである。レーザ切断とレーザ溶接がアシストガスと
圧力を適宜に簡単に調節する単一レーザ装置によって為
し得ることは周知である。更に、この発明は全ての溶接
作業に等しく適用できるもので、レーザ装置に制限され
るものではない。
【００２５】図５に示される様に、レーザ集中装置３５
は、最下部に同軸のノズル４２を取付けるための手段、
例えばねじが設けられた焦点合せレンズ用のハウジング
４１を好適に有している。この焦点合せレンズ用ハウジ
ング４１乃至はノズル４２は所要される様にアシストガ
スを導入するための孔口（図示しない）を有することが
出来る。溶接／切断領域へのアシストガスの供給を一層
正確に制御して集中させるためにノズル４２の先端に吐
出チップ４５を設けることが出来る。この吐出チップ４
５は、例えば、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスを用
いて比較的低い先端圧力が設定される時に、例えば、２
．５ｍｍ以下の厚さの薄い材料を溶接するために特に所
要できる。
は、最下部に同軸のノズル４２を取付けるための手段、
例えばねじが設けられた焦点合せレンズ用のハウジング
４１を好適に有している。この焦点合せレンズ用ハウジ
ング４１乃至はノズル４２は所要される様にアシストガ
スを導入するための孔口（図示しない）を有することが
出来る。溶接／切断領域へのアシストガスの供給を一層
正確に制御して集中させるためにノズル４２の先端に吐
出チップ４５を設けることが出来る。この吐出チップ４
５は、例えば、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスを用
いて比較的低い先端圧力が設定される時に、例えば、２
．５ｍｍ以下の厚さの薄い材料を溶接するために特に所
要できる。
【００２６】図１と図２を再び参照するに、作業テーブ
ル１５は、図２に、例えば矢印により示される様にＹ軸
のような横軸心に沿って往復運動するよう移動可能に取
付けられた第１の転換テーブル５０を有している。第２
の転換テーブル５２は、横軸心Ｙと直角に縦方向に、例
えば、縦軸心Ｘに沿った往復運動を行うよう第１の転換
テーブル５０の上に好適に載せられている。これら転換
テーブル５０、５２とその運動は以下に詳細に説明され
よう。
ル１５は、図２に、例えば矢印により示される様にＹ軸
のような横軸心に沿って往復運動するよう移動可能に取
付けられた第１の転換テーブル５０を有している。第２
の転換テーブル５２は、横軸心Ｙと直角に縦方向に、例
えば、縦軸心Ｘに沿った往復運動を行うよう第１の転換
テーブル５０の上に好適に載せられている。これら転換
テーブル５０、５２とその運動は以下に詳細に説明され
よう。
【００２７】第１、第２被加工物５５、５６が図２に示
されており、ガリー・エル・ネイヘイセル等の名義にて
同日に出願された“突合せ溶接されるシートの基部縁辺
を自動整列する方法と装置”と題する特許出願に記載さ
れる様に、電磁保持装置６０と補助保持磁石６２によっ
てほゞ平らな状態に被加工物５５、５６が支持される。 予め整列された被加工物５５、５６に対して停止体６３
が設けられていて、被加工物５６が電磁保持装置６０と
補助保持磁石６２の上に先ず置かれて停止体６３に対し
て当接される。その後に、被加工物５５が補助保持磁石
６２の上に置かれて、被加工物５５、５６の対向する縁
辺６５、６６が電磁保持装置６０の上で実質的に当接さ
れる。次いで、電磁保持装置６０が作動されて対向する
縁辺６５、６６が更にしっかり当接されてこの様な位置
に被加工物５５、５６が磁気保持される。
されており、ガリー・エル・ネイヘイセル等の名義にて
同日に出願された“突合せ溶接されるシートの基部縁辺
を自動整列する方法と装置”と題する特許出願に記載さ
れる様に、電磁保持装置６０と補助保持磁石６２によっ
てほゞ平らな状態に被加工物５５、５６が支持される。 予め整列された被加工物５５、５６に対して停止体６３
が設けられていて、被加工物５６が電磁保持装置６０と
補助保持磁石６２の上に先ず置かれて停止体６３に対し
て当接される。その後に、被加工物５５が補助保持磁石
６２の上に置かれて、被加工物５５、５６の対向する縁
辺６５、６６が電磁保持装置６０の上で実質的に当接さ
れる。次いで、電磁保持装置６０が作動されて対向する
縁辺６５、６６が更にしっかり当接されてこの様な位置
に被加工物５５、５６が磁気保持される。
【００２８】電磁保持装置６０と補助保持磁石６２と停
止体６３は、転換テーブル５０、５２のいずれかの移動
によって被加工物５５、５６の位置が補正できる様な具
合に第２転換テーブル５２の上面と隣接して好適に固定
取付けられる。この様な磁気保持が機械的クランプと類
似物と関連した干渉部分を最小にするよう好適であるが
、当接状態に被加工物を保持する装置が代用できること
が注意されるべきである。
止体６３は、転換テーブル５０、５２のいずれかの移動
によって被加工物５５、５６の位置が補正できる様な具
合に第２転換テーブル５２の上面と隣接して好適に固定
取付けられる。この様な磁気保持が機械的クランプと類
似物と関連した干渉部分を最小にするよう好適であるが
、当接状態に被加工物を保持する装置が代用できること
が注意されるべきである。
【００２９】図１に明示される様に、被加工物５５、５
６は実質的に平面状態に配置され、これによって間隙Ｇ
が被加工物５５、５６の対向する縁辺６５、６６の間に
形成される。隣接する被加工物はこの発明の実施、例え
ば互いに正常に配置された或はシリンダの様な非平面物
体を形成するよう形造られた被加工物の溶接、のために
実質的に平面状態に置かれる必要はないが、大半のレー
ザ溶接および切断作業はレーザビームに対して実質的に
平らで正常な位置に維持された被加工物の縁辺に共通し
て実施される。また、間隙Ｇが縦方向長さＬに沿って実
質的に均一に出来るが、特に被加工物５５、５６が通常
の剪断加工によって縁取りされる時には対向する縁辺６
５、６６は僅かな湾曲や同様な物等の様に幾分不規則で
あっても良いことが理解されるべきである。
６は実質的に平面状態に配置され、これによって間隙Ｇ
が被加工物５５、５６の対向する縁辺６５、６６の間に
形成される。隣接する被加工物はこの発明の実施、例え
ば互いに正常に配置された或はシリンダの様な非平面物
体を形成するよう形造られた被加工物の溶接、のために
実質的に平面状態に置かれる必要はないが、大半のレー
ザ溶接および切断作業はレーザビームに対して実質的に
平らで正常な位置に維持された被加工物の縁辺に共通し
て実施される。また、間隙Ｇが縦方向長さＬに沿って実
質的に均一に出来るが、特に被加工物５５、５６が通常
の剪断加工によって縁取りされる時には対向する縁辺６
５、６６は僅かな湾曲や同様な物等の様に幾分不規則で
あっても良いことが理解されるべきである。
【００３０】上述した様に、レーザビーム３１はノズル
４２と吐出チップ４５を通って同軸的に焦点合せレンズ
３８を通って照射される。従って、被加工物５５、５６
は高出力レーザビーム３１の照射点と間隙Ｇの中心Ｃが
整列される様に配置されねばならない。この照射点は図
１に符号６８で示される溶接点として示される。中心Ｃ
は簡略のために線として示されるが、間隙Ｇの中心点が
部分的不規則さに基いて縦方向長さＬに沿って横方向に
動くことが理解されるべきである。縦方向長さＬに沿っ
た間隙Ｇの中心点が中心線Ｃを形成する。溶接が単一の
点以外に多数の点で一般に行われるので、溶接点が溶接
領域または区分として更に正しく示すことが出来て、こ
ゝに置き換え可能に示される。
４２と吐出チップ４５を通って同軸的に焦点合せレンズ
３８を通って照射される。従って、被加工物５５、５６
は高出力レーザビーム３１の照射点と間隙Ｇの中心Ｃが
整列される様に配置されねばならない。この照射点は図
１に符号６８で示される溶接点として示される。中心Ｃ
は簡略のために線として示されるが、間隙Ｇの中心点が
部分的不規則さに基いて縦方向長さＬに沿って横方向に
動くことが理解されるべきである。縦方向長さＬに沿っ
た間隙Ｇの中心点が中心線Ｃを形成する。溶接が単一の
点以外に多数の点で一般に行われるので、溶接点が溶接
領域または区分として更に正しく示すことが出来て、こ
ゝに置き換え可能に示される。
【００３１】先ず、Ｘ方向の転換テーブル５２の動きと
中心線Ｃの整列は、転換テーブル５２の移動方向の初め
の点と終わりの点の間に延びる仮想の直線と比較して初
めの点と終わりの点の間の不整列を補正して、設定の際
の間隙Ｇの初めと終わりに高出力レーザビーム３１の波
動によって行われる。この様な補正はＹ方向の転換テー
ブル５０の調節によって行われる。好適には、溶接シー
ムに関連したコンピュータ（後述する）に明記されてい
るエンドパルスの整合の修正を行うよう適切に電動機７
２、７３を附勢するプログラム組可能な制御器によって
不整列の補正が自動的に達成できる。
中心線Ｃの整列は、転換テーブル５２の移動方向の初め
の点と終わりの点の間に延びる仮想の直線と比較して初
めの点と終わりの点の間の不整列を補正して、設定の際
の間隙Ｇの初めと終わりに高出力レーザビーム３１の波
動によって行われる。この様な補正はＹ方向の転換テー
ブル５０の調節によって行われる。好適には、溶接シー
ムに関連したコンピュータ（後述する）に明記されてい
るエンドパルスの整合の修正を行うよう適切に電動機７
２、７３を附勢するプログラム組可能な制御器によって
不整列の補正が自動的に達成できる。
【００３２】被加工物５５、５６間の間隙Ｇの縦方向長
さＬに沿った適切な溶接シームを形成するために、中心
線Ｃと間隙Ｇと軸心Ｘにほゞ平行な縦軸心に沿った溶接
点、すなわち溶接領域６８と被加工物５５、５６間に相
対運動が設けられる。この様な相対運動は中心線Ｃに沿
ったレーザビーム３１と溶接点６８の移動によって設け
ることが出来るが、好ましくはないが、反射鏡３６の微
妙な回転や作業テーブル１５に沿ったガントリ構造１８
の移動等がこの様な運動に含まれる。Ｘ方向のレーザビ
ーム３１の動きを行うことは整列装置１０に対する不必
要な複雑さや割り高な費用を伴うと共に、確実性を損な
い易い。特に、レーザビーム３１は反射鏡３６の回転の
際の焦点合せレンズ３８の明確で有効な口径内に維持さ
れるべきであり、焦点合せレンズ３８は固定位置に保持
される。同様に、もし、レーザビーム３１が溶接領域を
下方に動かすために焦点合せレンズ３８の中心から離れ
て動かされると、レーザビーム３１に異常が起こって照
射点の寸法が大きくなる。これは次ぎに溶接領域６８に
おけるレーザビーム３１の出力密度の減少を生じて被加
工物５５、５６の不完全な溶接の原因となる。
さＬに沿った適切な溶接シームを形成するために、中心
線Ｃと間隙Ｇと軸心Ｘにほゞ平行な縦軸心に沿った溶接
点、すなわち溶接領域６８と被加工物５５、５６間に相
対運動が設けられる。この様な相対運動は中心線Ｃに沿
ったレーザビーム３１と溶接点６８の移動によって設け
ることが出来るが、好ましくはないが、反射鏡３６の微
妙な回転や作業テーブル１５に沿ったガントリ構造１８
の移動等がこの様な運動に含まれる。Ｘ方向のレーザビ
ーム３１の動きを行うことは整列装置１０に対する不必
要な複雑さや割り高な費用を伴うと共に、確実性を損な
い易い。特に、レーザビーム３１は反射鏡３６の回転の
際の焦点合せレンズ３８の明確で有効な口径内に維持さ
れるべきであり、焦点合せレンズ３８は固定位置に保持
される。同様に、もし、レーザビーム３１が溶接領域を
下方に動かすために焦点合せレンズ３８の中心から離れ
て動かされると、レーザビーム３１に異常が起こって照
射点の寸法が大きくなる。これは次ぎに溶接領域６８に
おけるレーザビーム３１の出力密度の減少を生じて被加
工物５５、５６の不完全な溶接の原因となる。
【００３３】推奨実施例においては、中心線Ｃと間隙Ｇ
の縦軸心にほゞ平行な方向に被加工物５５、５６が溶接
点６８の下を前進するように第２転換テーブル５２が縦
方向に移動される。高速度の溶接（例えば、間隙Ｇとレ
ーザ集中装置３５の間の相対運動）が均一な溶接シーム
と同様に所要されることが注意されるべきである。この
発明の整列装置は溶接領域６８と間隙Ｇの中心線Ｃの間
の整列の連続維持と、Ｘ、Ｙ方向の１５メートル／分迄
の作動とを設ける。勿論、高レーザ出力が使用されるか
或は薄い材料が溶接されるならば、高溶接速度が可能で
ある。併し、１５メートル／分以上の高速度の正確で確
実な作動装置は非常に高価になって入手が困難になる。 第１、第２転換テーブル５０、５２の作動を行うと共に
間隙Ｇの縦方向長さＬに沿った被加工物５５、５６の作
動を行うように、例えば、ステップモータの様な電動機
７２、７３を使用できる。
の縦軸心にほゞ平行な方向に被加工物５５、５６が溶接
点６８の下を前進するように第２転換テーブル５２が縦
方向に移動される。高速度の溶接（例えば、間隙Ｇとレ
ーザ集中装置３５の間の相対運動）が均一な溶接シーム
と同様に所要されることが注意されるべきである。この
発明の整列装置は溶接領域６８と間隙Ｇの中心線Ｃの間
の整列の連続維持と、Ｘ、Ｙ方向の１５メートル／分迄
の作動とを設ける。勿論、高レーザ出力が使用されるか
或は薄い材料が溶接されるならば、高溶接速度が可能で
ある。併し、１５メートル／分以上の高速度の正確で確
実な作動装置は非常に高価になって入手が困難になる。 第１、第２転換テーブル５０、５２の作動を行うと共に
間隙Ｇの縦方向長さＬに沿った被加工物５５、５６の作
動を行うように、例えば、ステップモータの様な電動機
７２、７３を使用できる。
【００３４】間隙Ｇの中心線Ｃを位置決めする様に、図
２に符号７５で示される可視映像装置が設けられている
。図１に示される様に、可視映像装置７５は、決められ
た可視領域７８内の反射光線レベルを受けて間隙Ｇの像
が線走査カメラ７７の個別素子またはピクセルの線形列
８０に形成される推奨装置として、例えば、２０４８素
子を有し、且つ列の隣接素子間が１３ミクロン間隔の線
走査カメラ７７（カリフォルニア州、サニーベールのイ
ー・ジー・アンド・ジー レチコン社市販の）を有し
ている。
２に符号７５で示される可視映像装置が設けられている
。図１に示される様に、可視映像装置７５は、決められ
た可視領域７８内の反射光線レベルを受けて間隙Ｇの像
が線走査カメラ７７の個別素子またはピクセルの線形列
８０に形成される推奨装置として、例えば、２０４８素
子を有し、且つ列の隣接素子間が１３ミクロン間隔の線
走査カメラ７７（カリフォルニア州、サニーベールのイ
ー・ジー・アンド・ジー レチコン社市販の）を有し
ている。
【００３５】溶接作業における可視映像装置の線走査カ
メラの一般的使用はそれ自体は特異でなく、従来この様
な可視映像装置は溶接点に近接して配置され、煙やスパ
ッタや溶接屑や溶接水柱の輝きの様な溶接領域に隣接し
た不都合な環境に基く不正確な観察を生じる。この発明
の可視映像装置７５は線走査カメラ７７に関連した高倍
率光学装置８２（例えば、長作動距離顕微鏡と同じ具合
に行われる“有効”２レンズ装置を持ったズーム対物レ
ンズを有した、ニューヨーク州、バッハロウのチタン・
ツール・サプライ・コンパニーから市販）を用いている
。特に、高倍率光学装置８２は対物レンズ８３と接眼レ
ンズ８５を有している。図１に示される様に、可視領域
７８内の被加工物５５、５６の間隙Ｇと或る部分とを含
む溶接シームは対物レンズ８３の対象であり、溶接シー
ムの実像８７が対物レンズ８３と接眼レンズ８５の間に
形成される。この実像８７は接眼レンズ８５の対象であ
り、従って、実像が線列８０によって受けられて線走査
カメラ７７のセンサ回路８９によって解析される。明示
のために、溶接シームの線列の像９１が可視領域７８に
投影される。従来実施された様に、複数個の独立レンズ
が対物レンズ８３と接眼レンズ８５として作用するよう
組み合せ出来ることが理解されるべきである。いずれの
場合にも、この光学装置は“有効”２レンズ長作動距離
顕微鏡として作用する。
メラの一般的使用はそれ自体は特異でなく、従来この様
な可視映像装置は溶接点に近接して配置され、煙やスパ
ッタや溶接屑や溶接水柱の輝きの様な溶接領域に隣接し
た不都合な環境に基く不正確な観察を生じる。この発明
の可視映像装置７５は線走査カメラ７７に関連した高倍
率光学装置８２（例えば、長作動距離顕微鏡と同じ具合
に行われる“有効”２レンズ装置を持ったズーム対物レ
ンズを有した、ニューヨーク州、バッハロウのチタン・
ツール・サプライ・コンパニーから市販）を用いている
。特に、高倍率光学装置８２は対物レンズ８３と接眼レ
ンズ８５を有している。図１に示される様に、可視領域
７８内の被加工物５５、５６の間隙Ｇと或る部分とを含
む溶接シームは対物レンズ８３の対象であり、溶接シー
ムの実像８７が対物レンズ８３と接眼レンズ８５の間に
形成される。この実像８７は接眼レンズ８５の対象であ
り、従って、実像が線列８０によって受けられて線走査
カメラ７７のセンサ回路８９によって解析される。明示
のために、溶接シームの線列の像９１が可視領域７８に
投影される。従来実施された様に、複数個の独立レンズ
が対物レンズ８３と接眼レンズ８５として作用するよう
組み合せ出来ることが理解されるべきである。いずれの
場合にも、この光学装置は“有効”２レンズ長作動距離
顕微鏡として作用する。
【００３６】高倍率光学装置８２は被加工物５５、５６
とレーザ集中装置３５の角度付けと同様に可視映像装置
７５とレーザ集中装置３５間の物理的干渉なく溶接領域
６８近くに可視領域７８を配置するよう助ける。同様に
、線走査カメラ７７の大きな間隔距離（溶接領域６８か
らの距離）は高倍率光学装置８２の使用によって可能で
ある。
とレーザ集中装置３５の角度付けと同様に可視映像装置
７５とレーザ集中装置３５間の物理的干渉なく溶接領域
６８近くに可視領域７８を配置するよう助ける。同様に
、線走査カメラ７７の大きな間隔距離（溶接領域６８か
らの距離）は高倍率光学装置８２の使用によって可能で
ある。
【００３７】また、可視領域を照射するよう高出力レー
ザビーム３１の溶接水柱からの光線に頼る外に、独立し
た光源８４が設けられる。推奨実施例においては、コヒ
レント光ファイバ８６と高倍率光学装置８２の最下端周
りに設けられた光ファイバリング照射器８８とで高倍率
光学装置８２により間隙を照明するよう光源８４が光を
与える。この構成はしっかり出来、可視領域７８に同軸
に設けられる均一な照明を設けると同時に、線走査カメ
ラ７７により可視領域７８内の明確な反射を容易にする
。可視領域７８に対する同軸光線の予想される均一な作
用と線走査カメラ７７による可視領域の実質的に妨げの
ない観察を設けることによって、広く分散された光線が
形成されて観察出来る。
ザビーム３１の溶接水柱からの光線に頼る外に、独立し
た光源８４が設けられる。推奨実施例においては、コヒ
レント光ファイバ８６と高倍率光学装置８２の最下端周
りに設けられた光ファイバリング照射器８８とで高倍率
光学装置８２により間隙を照明するよう光源８４が光を
与える。この構成はしっかり出来、可視領域７８に同軸
に設けられる均一な照明を設けると同時に、線走査カメ
ラ７７により可視領域７８内の明確な反射を容易にする
。可視領域７８に対する同軸光線の予想される均一な作
用と線走査カメラ７７による可視領域の実質的に妨げの
ない観察を設けることによって、広く分散された光線が
形成されて観察出来る。
【００３８】光源８４は、特別な単色波長のレーザ（例
えば、６３２８オングストロームの波長を持ったヘリウ
ムネオンレーザ）とするように出来ることが理解されよ
う。可視映像装置７５は、当業者周知の様に照射レーザ
波長で同調される幅狭い帯域のフイルタを設けるのが出
来る。この様に、所要される照射波長の光線だけが列８
０に焦点合せされて、溶接水柱からの放射の様な外部光
線からの妨害を減少する。
えば、６３２８オングストロームの波長を持ったヘリウ
ムネオンレーザ）とするように出来ることが理解されよ
う。可視映像装置７５は、当業者周知の様に照射レーザ
波長で同調される幅狭い帯域のフイルタを設けるのが出
来る。この様に、所要される照射波長の光線だけが列８
０に焦点合せされて、溶接水柱からの放射の様な外部光
線からの妨害を減少する。
【００３９】代わりに、光源９５は、下の被加工物５５
、５６から間隙Ｇを介する様に可視領域７８を背面照明
するように配置できる（図９参照）。図９に示される様
に、光源９５は、領域９７からの照射だけを許す被覆９
６を有する電磁保持装置６０内に収容される蛍光灯であ
る。領域９７は補助保持磁石６２間の上方に被加工物５
５、５６間の間隙Ｇに向かって形成される照射を許す孔
幅９８を有している。光源９５が図示実施例では間隙Ｇ
の全縦方向長さに沿って延びてるいが、光源９５をレー
ザ長さとして線走査カメラ７７の可視領域７８を照射ほ
どの長さ間隙Ｇに沿って動くことが出来るのが好適であ
る。
、５６から間隙Ｇを介する様に可視領域７８を背面照明
するように配置できる（図９参照）。図９に示される様
に、光源９５は、領域９７からの照射だけを許す被覆９
６を有する電磁保持装置６０内に収容される蛍光灯であ
る。領域９７は補助保持磁石６２間の上方に被加工物５
５、５６間の間隙Ｇに向かって形成される照射を許す孔
幅９８を有している。光源９５が図示実施例では間隙Ｇ
の全縦方向長さに沿って延びてるいが、光源９５をレー
ザ長さとして線走査カメラ７７の可視領域７８を照射ほ
どの長さ間隙Ｇに沿って動くことが出来るのが好適であ
る。
【００４０】或る場合には、剪断刃物を鈍らせるよう基
く底面形状に被加工物５５、５６の対向する縁辺６５、
６６の頂面が幾分丸くされる時の様に、背面照明装置は
可視映像装置７５が可視領域７８を正確に監視するよう
に出来る。実際の間隙幅が過大評価されて、従って、被
加工物間の間隙の実際の形状を区別して分析するようこ
の様な可視映像装置の能力が低減されるような具合に、
丸くなった縁辺は当接する光線を分散するように為す。 背面照明は、比較的沢山の光線が線走査カメラ７７の様
な可視装置によって間隙Ｇを介して直接に受け、基部縁
辺の位置の一層明確な描写が出来るのを確実にする。
く底面形状に被加工物５５、５６の対向する縁辺６５、
６６の頂面が幾分丸くされる時の様に、背面照明装置は
可視映像装置７５が可視領域７８を正確に監視するよう
に出来る。実際の間隙幅が過大評価されて、従って、被
加工物間の間隙の実際の形状を区別して分析するようこ
の様な可視映像装置の能力が低減されるような具合に、
丸くなった縁辺は当接する光線を分散するように為す。 背面照明は、比較的沢山の光線が線走査カメラ７７の様
な可視装置によって間隙Ｇを介して直接に受け、基部縁
辺の位置の一層明確な描写が出来るのを確実にする。
【００４１】線走査カメラ７７が可視領域７８内の溶接
シームの線形列８０に像を形成すれば、図１に示される
様に制御器９０にビデオ信号を供給できる。制御器９０
は、カメラや同様な可視装置からビデオまたは可視信号
を受けて、その後に間隙Ｇの相対位置と幅ｗを決めるよ
うに使用できる出力信号にビデオ信号を変換できるビデ
ック（Ｖｉｄｅｋ）型式２０の様な電子装置とすること
が出来る。特に、制御器９０は、可視領域７８の線形列
８０（例えば、ピクセル位置）からのデータを出力電圧
またはデジタルデータ流に変換するように作用する。図
８のブロックダイアグラムに示される様に、オッシロス
コープ１００は、制御器９０または線走査カメラ７７か
ら直接ビデオ信号を監視するように使用できる。この発
明の整列装置は全自動が好適なために、オッシロスコー
プ１００や同様な出力信号監視装置を有することはデー
タ取得や使用手順自体には必要でない。併し、オッシロ
スコープ１００は作動中の可視映像装置の監視を容易に
するよう診断用具として好適である。特に、理解される
様に、オッシロスコープや同様なデータ読取装置の使用
による適切な監視は整列装置が正しく作動しているかを
作業者が決めるように出来る。
シームの線形列８０に像を形成すれば、図１に示される
様に制御器９０にビデオ信号を供給できる。制御器９０
は、カメラや同様な可視装置からビデオまたは可視信号
を受けて、その後に間隙Ｇの相対位置と幅ｗを決めるよ
うに使用できる出力信号にビデオ信号を変換できるビデ
ック（Ｖｉｄｅｋ）型式２０の様な電子装置とすること
が出来る。特に、制御器９０は、可視領域７８の線形列
８０（例えば、ピクセル位置）からのデータを出力電圧
またはデジタルデータ流に変換するように作用する。図
８のブロックダイアグラムに示される様に、オッシロス
コープ１００は、制御器９０または線走査カメラ７７か
ら直接ビデオ信号を監視するように使用できる。この発
明の整列装置は全自動が好適なために、オッシロスコー
プ１００や同様な出力信号監視装置を有することはデー
タ取得や使用手順自体には必要でない。併し、オッシロ
スコープ１００は作動中の可視映像装置の監視を容易に
するよう診断用具として好適である。特に、理解される
様に、オッシロスコープや同様なデータ読取装置の使用
による適切な監視は整列装置が正しく作動しているかを
作業者が決めるように出来る。
【００４２】オッシロスコープ１００に見られる一般的
な生のアナログビデオ信号９９の例が図６に示される。 図示される様に、符号１０１、１０２で示される“ピー
ク”（出力電圧Ｖの高い値）は可視領域７８内の被加工
物５５、５６から反射される分散された光の強さを表す
。光線は、対向する縁辺６５、６６に隣接した被加工物
５５、５６の予定部分に制限される可視領域７８内に好
適に集中される。
な生のアナログビデオ信号９９の例が図６に示される。 図示される様に、符号１０１、１０２で示される“ピー
ク”（出力電圧Ｖの高い値）は可視領域７８内の被加工
物５５、５６から反射される分散された光の強さを表す
。光線は、対向する縁辺６５、６６に隣接した被加工物
５５、５６の予定部分に制限される可視領域７８内に好
適に集中される。
【００４３】特に、約６ｍｍ（１／４インチ）条片の視
野または可視領域は、こゝに説明される光学装置により
約０．００２５〜０．００５ｍｍ（０．０００１〜０．
０００２インチ）の解像度（すなわち、１〜２ピクセル
）を得るよう良好に作用するのが見られる。線走査カメ
ラ７７は、１０００走査／秒ほどの速い速度で可視領域
７８を走査できるが、弱くて安価な光源の使用を許すよ
うに３０走査／秒の速度が製造に使用できることが意図
される。特別な利用のために選ばれる視野と走査速度は
変えることが出来、所要される作用の意図された速度、
間隙Ｇにおける当接した基部縁辺の全体の品質、所要さ
れる解像度、線走査列条件および容量、被加工物表面の
反射および当接特性、光源の強さ等に部分的に基いてい
る。
野または可視領域は、こゝに説明される光学装置により
約０．００２５〜０．００５ｍｍ（０．０００１〜０．
０００２インチ）の解像度（すなわち、１〜２ピクセル
）を得るよう良好に作用するのが見られる。線走査カメ
ラ７７は、１０００走査／秒ほどの速い速度で可視領域
７８を走査できるが、弱くて安価な光源の使用を許すよ
うに３０走査／秒の速度が製造に使用できることが意図
される。特別な利用のために選ばれる視野と走査速度は
変えることが出来、所要される作用の意図された速度、
間隙Ｇにおける当接した基部縁辺の全体の品質、所要さ
れる解像度、線走査列条件および容量、被加工物表面の
反射および当接特性、光源の強さ等に部分的に基いてい
る。
【００４４】予定された領域への照射の集中によって、
他の光源からの無関係で偶然の光が最小にされる。更に
、線走査カメラ７７は、最も均一な照射と間隙Ｇが線走
査カメラ７７の全視野７９（図６参照）内に位置される
ことに基いた実際の調節可能な視野を有している。例え
ば、線走査カメラ７７の実際の視野は間隙Ｇ自体（図６
と図７に“ウインド”線１０８、１０９の束によって示
される様に）よりも僅かに大きいだけが好適である。 “ウインド”線１０８、１０９によって決められるピク
セルは、一層の処理において認められるデータから活動
的である線形列８０の区分（こゝでは視野の部分が活動
的である）を決定する。これら活動的なピクセルの制限
、すなわち“ウインド”線１０８、１０９は制御器９０
内に設定される。
他の光源からの無関係で偶然の光が最小にされる。更に
、線走査カメラ７７は、最も均一な照射と間隙Ｇが線走
査カメラ７７の全視野７９（図６参照）内に位置される
ことに基いた実際の調節可能な視野を有している。例え
ば、線走査カメラ７７の実際の視野は間隙Ｇ自体（図６
と図７に“ウインド”線１０８、１０９の束によって示
される様に）よりも僅かに大きいだけが好適である。 “ウインド”線１０８、１０９によって決められるピク
セルは、一層の処理において認められるデータから活動
的である線形列８０の区分（こゝでは視野の部分が活動
的である）を決定する。これら活動的なピクセルの制限
、すなわち“ウインド”線１０８、１０９は制御器９０
内に設定される。
【００４５】更に、図６に示される様に、線１０５は、
間隙中心線Ｃと高出力レーザビーム３１の補正が始めら
れる前の限界電圧（照射レベルが低下されねばならない
以下の最小照射に対応する）と同一である。一例として
、被加工物５５、５６からの反射された照射レベルが全
活動区分の限界電圧１０５以下である時に、光源８４が
燃え尽きて必要なレベルの光が同様に得られなかったり
、線走査カメラ７７の視野が被加工物の端部を捕えるよ
う出来ないことを示す。
間隙中心線Ｃと高出力レーザビーム３１の補正が始めら
れる前の限界電圧（照射レベルが低下されねばならない
以下の最小照射に対応する）と同一である。一例として
、被加工物５５、５６からの反射された照射レベルが全
活動区分の限界電圧１０５以下である時に、光源８４が
燃え尽きて必要なレベルの光が同様に得られなかったり
、線走査カメラ７７の視野が被加工物の端部を捕えるよ
う出来ないことを示す。
【００４６】図７はデジタル変換、すなわち生のアナロ
グビデオ入力から制御器９０によって生じられるデジタ
ルデータ流を示すグラフである。このグラフは生のビデ
オ信号９９を図６の限界電圧１０５と比較したものであ
る。ビデオ信号９９と限界電圧１０５との間隙部分は、
もし必要とされる整列調節を決めるよう監視される。生
のアナログビデオと変換されたデジタルデータ流はオッ
シロスコープ１００に同時に表示できる。
グビデオ入力から制御器９０によって生じられるデジタ
ルデータ流を示すグラフである。このグラフは生のビデ
オ信号９９を図６の限界電圧１０５と比較したものであ
る。ビデオ信号９９と限界電圧１０５との間隙部分は、
もし必要とされる整列調節を決めるよう監視される。生
のアナログビデオと変換されたデジタルデータ流はオッ
シロスコープ１００に同時に表示できる。
【００４７】図６の領域１１０により示される様に、被
加工物５５、５６（領域１０１、１０２間に示される様
に）間に見られる照射レベルは非常に低くて被加工物５
５、５６間の間隙Ｇの存在を証明している。線形列８０
によって受けられる分散光線レベルは、間隙Ｇにて低下
する照射の良好な吸収体として間隙Ｇが作用するために
、間隙Ｇにおいて低い。領域１１０の幅ｗは間隙Ｇの幅
を決めるので、中心線Ｃを配置できる。特に、間隙Ｇの
中心線Ｃは図６には線Ｃによって、図７には点Ｃによっ
て夫々示される。出力電圧の他のレベルは、視野領域７
８の周囲付近のカメラ制御信号９９の点１０６、１０７
における様にＹ軸に沿った反射または他の避けられない
有り勝ちな低レベルの外光を示している。限界電圧レベ
ル１０５の達成によって、可視映像装置は、可視領域７
８と同軸のファイバ光学光線照射器８８によって指向さ
れた集中光と、線走査カメラ７７の視野内の不要な反射
光線とを区別するよう出来る。
加工物５５、５６（領域１０１、１０２間に示される様
に）間に見られる照射レベルは非常に低くて被加工物５
５、５６間の間隙Ｇの存在を証明している。線形列８０
によって受けられる分散光線レベルは、間隙Ｇにて低下
する照射の良好な吸収体として間隙Ｇが作用するために
、間隙Ｇにおいて低い。領域１１０の幅ｗは間隙Ｇの幅
を決めるので、中心線Ｃを配置できる。特に、間隙Ｇの
中心線Ｃは図６には線Ｃによって、図７には点Ｃによっ
て夫々示される。出力電圧の他のレベルは、視野領域７
８の周囲付近のカメラ制御信号９９の点１０６、１０７
における様にＹ軸に沿った反射または他の避けられない
有り勝ちな低レベルの外光を示している。限界電圧レベ
ル１０５の達成によって、可視映像装置は、可視領域７
８と同軸のファイバ光学光線照射器８８によって指向さ
れた集中光と、線走査カメラ７７の視野内の不要な反射
光線とを区別するよう出来る。
【００４８】中心線Ｃの相対位置、すなわち図７の点ｅ
、ｅ’間の半分、が最後に示された位置から変わったこ
とを示すように制御器９０からの図７に示される様な出
力電圧信号が受信される時に、線走査カメラ７７の視野
７９内の信号は間隙中心線Ｃの誤った位置を示す。領域
１１０を監視する制御器９０はコンピュータ１４０（或
はマサチューセッツ州、タウントンのメトラーバイト・
コーポレィションによって製造された型式ＤＡＳ−１６
やＤＡＳ−１６Ｆの様な信号インタフェースボード）に
信号を送って、修正のための間隙Ｇの変換に比例した第
１転換テーブル５０乃至は機械的キャリッジ２３を変換
する電動機７３に信号を送るようＹ駆動ボード１４２を
作動し、これによって高出力レーザビーム３１と中心線
Ｃとの整列を維持する。中心線Ｃの相対位置の補正は、
整列装置１０と間隙Ｇの間の相対運動の時や、間隙Ｇ（
基部縁辺が通常のレーキ剪断や他の劣った切断技術によ
って切断される結果の）の位置または形状の変化に基い
た溶接や切断の時、或は縦方向長さＬに沿った被加工物
５５、５６間の突合せシーム線のスキューの時等に達成
出来る。
、ｅ’間の半分、が最後に示された位置から変わったこ
とを示すように制御器９０からの図７に示される様な出
力電圧信号が受信される時に、線走査カメラ７７の視野
７９内の信号は間隙中心線Ｃの誤った位置を示す。領域
１１０を監視する制御器９０はコンピュータ１４０（或
はマサチューセッツ州、タウントンのメトラーバイト・
コーポレィションによって製造された型式ＤＡＳ−１６
やＤＡＳ−１６Ｆの様な信号インタフェースボード）に
信号を送って、修正のための間隙Ｇの変換に比例した第
１転換テーブル５０乃至は機械的キャリッジ２３を変換
する電動機７３に信号を送るようＹ駆動ボード１４２を
作動し、これによって高出力レーザビーム３１と中心線
Ｃとの整列を維持する。中心線Ｃの相対位置の補正は、
整列装置１０と間隙Ｇの間の相対運動の時や、間隙Ｇ（
基部縁辺が通常のレーキ剪断や他の劣った切断技術によ
って切断される結果の）の位置または形状の変化に基い
た溶接や切断の時、或は縦方向長さＬに沿った被加工物
５５、５６間の突合せシーム線のスキューの時等に達成
出来る。
【００４９】この発明の推奨実施例においては、コンピ
ュータ１４０は、Ｘ軸心に沿った第２転換テーブル５２
による運動を生じるＸ駆動ボード１４１と、Ｙ方向の第
１転換テーブル５０に隣接したカメラ制御器９０からの
信号を最終的に受けるＹ駆動ボード１４２とを有してい
る（図１、２参照）。第１、第２転換テーブル５０、５
２の転換軸心がＸ−Ｙ座標にて互いに直角に好適に配置
されるので、転換テーブル５０の運動は被加工物５５、
５６の位置の変化と、続いての間隙Ｇの縦軸心に垂直な
間隙Ｇの中心線Ｃの変化を生じる。被加工物５５、５６
の間隙Ｇと溶接点６８が間隙Ｇに沿った溶接を達成する
よう互いに相対的に動く時に、第１、第２転換テーブル
５５、５６は、コンピュータ１４０とＹ駆動ボード１４
２からの指令に応答して溶接点６８と間隙中心線Ｃの相
対位置を光学的に整列するように自動的に且つ連続的に
調節出来る。従って、整列装置１０は、プログラム組み
されたテンプレートまたは同等のものと信号を比較する
よう可視映像装置７５が予めプログラム組み出来ないこ
とを意味する作動装置である。更に、これは人工知能に
類似した具合に各々の利用に反応する活動装置である。
ュータ１４０は、Ｘ軸心に沿った第２転換テーブル５２
による運動を生じるＸ駆動ボード１４１と、Ｙ方向の第
１転換テーブル５０に隣接したカメラ制御器９０からの
信号を最終的に受けるＹ駆動ボード１４２とを有してい
る（図１、２参照）。第１、第２転換テーブル５０、５
２の転換軸心がＸ−Ｙ座標にて互いに直角に好適に配置
されるので、転換テーブル５０の運動は被加工物５５、
５６の位置の変化と、続いての間隙Ｇの縦軸心に垂直な
間隙Ｇの中心線Ｃの変化を生じる。被加工物５５、５６
の間隙Ｇと溶接点６８が間隙Ｇに沿った溶接を達成する
よう互いに相対的に動く時に、第１、第２転換テーブル
５５、５６は、コンピュータ１４０とＹ駆動ボード１４
２からの指令に応答して溶接点６８と間隙中心線Ｃの相
対位置を光学的に整列するように自動的に且つ連続的に
調節出来る。従って、整列装置１０は、プログラム組み
されたテンプレートまたは同等のものと信号を比較する
よう可視映像装置７５が予めプログラム組み出来ないこ
とを意味する作動装置である。更に、これは人工知能に
類似した具合に各々の利用に反応する活動装置である。
【００５０】コンピュータ１４０（ジラード・エレクト
ロニックスおよびアイビーエム・ピーシー・エーティに
よる型式ＶＢ２１００インターフェイス ボードの様
な）は、高出力レーザビームの開始または終了の固有の
遅れ、或は間隙Ｇに沿って直接に線走査カメラ７７を最
初の焦点合せを補正するよう予めプログラム組み出来る
。高倍率光学装置８２は溶接点６８に対して傾斜した角
度で好適に配置でき、可視領域７８は溶接点６８から中
心線Ｃに沿って下流に長手方向に間隔が置かれ、この実
際の間隔と、特別な点で必要とされる修正と溶接装置お
よび間隙Ｇ間の相対運動の間の固有の時間遅れとの補正
はコンピュータ１４０の適宜なアルゴリズムによってま
たアドレスされねばならない。
ロニックスおよびアイビーエム・ピーシー・エーティに
よる型式ＶＢ２１００インターフェイス ボードの様
な）は、高出力レーザビームの開始または終了の固有の
遅れ、或は間隙Ｇに沿って直接に線走査カメラ７７を最
初の焦点合せを補正するよう予めプログラム組み出来る
。高倍率光学装置８２は溶接点６８に対して傾斜した角
度で好適に配置でき、可視領域７８は溶接点６８から中
心線Ｃに沿って下流に長手方向に間隔が置かれ、この実
際の間隔と、特別な点で必要とされる修正と溶接装置お
よび間隙Ｇ間の相対運動の間の固有の時間遅れとの補正
はコンピュータ１４０の適宜なアルゴリズムによってま
たアドレスされねばならない。
【００５１】この発明に用いられる１つのアルゴリズム
は、例えば間隙Ｇの縦軸心に垂直なＹ軸心に沿った速度
変化の計算を含んでいる。この速度または速度アルゴリ
ズムは、被加工物５５、５６と溶接点６８間の相対移動
の際の溶接領域６８と関連した可視線７９（図５参照）
に沿った可視領域７８の位置の連続的サンプリングを含
んでいる。
は、例えば間隙Ｇの縦軸心に垂直なＹ軸心に沿った速度
変化の計算を含んでいる。この速度または速度アルゴリ
ズムは、被加工物５５、５６と溶接点６８間の相対移動
の際の溶接領域６８と関連した可視線７９（図５参照）
に沿った可視領域７８の位置の連続的サンプリングを含
んでいる。
【００５２】視野、すなわち可視領域７８と溶接点６８
が間隙Ｇの上に中心きめされた後に、可視領域７８が間
隙Ｇの長さに沿って長手方向出発点にある様に被加工物
５５、５６に対して可視映像装置７５とレーザ集中装置
３５が配置される。この場合に、もし、速い溶接速度が
必要ならば、これによって被加工物５５、５６の加速は
間隔ｄの所要速度を達成できず、可視映像装置７５とレ
ーザ集中装置３５が間隙Ｇで運転開始すべく被加工物５
５、５６に対して配置できる。間隙Ｇの始まりが溶接領
域６８に達すると、溶接が始まり、Ｙ軸心に沿った転換
テーブル５０を介した被加工物５５、５６の速度は次式
で計算される。
が間隙Ｇの上に中心きめされた後に、可視領域７８が間
隙Ｇの長さに沿って長手方向出発点にある様に被加工物
５５、５６に対して可視映像装置７５とレーザ集中装置
３５が配置される。この場合に、もし、速い溶接速度が
必要ならば、これによって被加工物５５、５６の加速は
間隔ｄの所要速度を達成できず、可視映像装置７５とレ
ーザ集中装置３５が間隙Ｇで運転開始すべく被加工物５
５、５６に対して配置できる。間隙Ｇの始まりが溶接領
域６８に達すると、溶接が始まり、Ｙ軸心に沿った転換
テーブル５０を介した被加工物５５、５６の速度は次式
で計算される。
【００５３】
【数１】ＶＹ＝（△Ｙ）（ＶＸ／ｄ）但し、△Ｙは初期
中心点と可視映像装置７５によって次に見られる時の中
心点の間のＹ軸心に沿った位置の変化であり、ＶＸは溶
接点６８に向かってのＸ軸心に沿った被加工物５５、５
６の速度であり、ｄは図５に明示される様に可視領域７
８と溶接点６８の間の間隔である。コンピュータ１４０
はＶＸの値と間隔ｄがプログラム組みされるよう意図さ
れる。その後に、被加工物５５、５６の速度がＹ軸に沿
って変化する時に、速度変化は次式によって計算される
。
中心点と可視映像装置７５によって次に見られる時の中
心点の間のＹ軸心に沿った位置の変化であり、ＶＸは溶
接点６８に向かってのＸ軸心に沿った被加工物５５、５
６の速度であり、ｄは図５に明示される様に可視領域７
８と溶接点６８の間の間隔である。コンピュータ１４０
はＶＸの値と間隔ｄがプログラム組みされるよう意図さ
れる。その後に、被加工物５５、５６の速度がＹ軸に沿
って変化する時に、速度変化は次式によって計算される
。
【００５４】
【数２】
ＶＹ（新）＝ＶＹ（現在）＋［△
Ｙ（新）−△Ｙ（旧）］／△ｔ 但し、 △ｔ＝［
Ｘ（新）−Ｘ（旧）］／ＶＸである。
Ｙ（新）−△Ｙ（旧）］／△ｔ 但し、 △ｔ＝［
Ｘ（新）−Ｘ（旧）］／ＶＸである。
【００５５】このアルゴリズムは、従って、被加工物５
５、５６が適宜な時間に調節されて、溶接領域６８が常
に中心線Ｃと整列されることを確実にすべく特に重要で
ある被加工物５５、５６のＹ軸心に沿った速度の適宜な
計算が出来る。レーザ集中装置３５、すなわちレーザビ
ーム３１自体の位置、は転換テーブル５０、５２による
整列調節を選ぶか或は付加するかして、この様な整列を
維持するよう機械的キャリッジ２３によって交互に調節
できる。可視領域７８が約３１．７５ｍｍ（約１．２５
インチ）の溶接点６８内に好適に配置できることが見ら
れる。修正精度を最適にするよう溶接領域６８を出来る
だけ近接して可視領域７８を配置するのが一般的に好適
てあるが、可視領域７８が溶接領域６８に近ずき過ぎる
と、溶接煙やスパッタリングや外部の光線が可視映像装
置７５の明確な視野を妨害するようになることに注意し
なければならない。
５、５６が適宜な時間に調節されて、溶接領域６８が常
に中心線Ｃと整列されることを確実にすべく特に重要で
ある被加工物５５、５６のＹ軸心に沿った速度の適宜な
計算が出来る。レーザ集中装置３５、すなわちレーザビ
ーム３１自体の位置、は転換テーブル５０、５２による
整列調節を選ぶか或は付加するかして、この様な整列を
維持するよう機械的キャリッジ２３によって交互に調節
できる。可視領域７８が約３１．７５ｍｍ（約１．２５
インチ）の溶接点６８内に好適に配置できることが見ら
れる。修正精度を最適にするよう溶接領域６８を出来る
だけ近接して可視領域７８を配置するのが一般的に好適
てあるが、可視領域７８が溶接領域６８に近ずき過ぎる
と、溶接煙やスパッタリングや外部の光線が可視映像装
置７５の明確な視野を妨害するようになることに注意し
なければならない。
【００５６】更に、整列装置１０は、間隔を置いた可視
領域７８が間隙Ｇの末端を通れば、溶接の端部における
連続整列を書き入れるように間隙中心線Ｃに直角な被加
工物５５、５６の一定速度（または調節ベクトル）の変
化を維持する錠止装置を好適に有している。例えば、１
つの錠止装置はこの可視領域の間隙Ｇの最近の調節パラ
メータを維持するようコンピュータ１４０のアルゴリズ
ムを包含する。
領域７８が間隙Ｇの末端を通れば、溶接の端部における
連続整列を書き入れるように間隙中心線Ｃに直角な被加
工物５５、５６の一定速度（または調節ベクトル）の変
化を維持する錠止装置を好適に有している。例えば、１
つの錠止装置はこの可視領域の間隙Ｇの最近の調節パラ
メータを維持するようコンピュータ１４０のアルゴリズ
ムを包含する。
【００５７】間隙Ｇの縦軸心に直角（すなわち、Ｙ軸心
に沿った）な相対的な動きを生じる第１転換テーブル５
０を用いる以外に、機械的キャリッジ２３を移動して、
レーザ集中装置３５に取り付けられた焦点合せレンズ３
８を調節するように出来る。また、可視映像装置７５が
図２に示される様に機械的キャリッジ２３に連結されて
いるので、同一の作動がレーザ集中装置３５に適用され
ることが理解されるべきである。この実施例において、
カメラ用の制御器９０は信号をコンピュータ１４０に送
り、このコンピュータ１４０から機械的キャリッジ２３
を従って調節するようにＹ駆動ボード１４２に信号が送
られる。焦点合せレンズ３８の口径と高出力レーザビー
ム３１との整列の問題を起こして費用や複雑さを全体装
置に加えてしまうために、従来におけると共通の高出力
レーザビーム３１の移動が推奨されないことが注意され
るべきである。併し、反射鏡３６の方向の僅かな調節を
行って焦点合せレンズ３８と高出力ビーム３１との適切
な整列を維持するようにミラーサーボまたはピエゾ電気
電動機２００を設けることが出来る。
に沿った）な相対的な動きを生じる第１転換テーブル５
０を用いる以外に、機械的キャリッジ２３を移動して、
レーザ集中装置３５に取り付けられた焦点合せレンズ３
８を調節するように出来る。また、可視映像装置７５が
図２に示される様に機械的キャリッジ２３に連結されて
いるので、同一の作動がレーザ集中装置３５に適用され
ることが理解されるべきである。この実施例において、
カメラ用の制御器９０は信号をコンピュータ１４０に送
り、このコンピュータ１４０から機械的キャリッジ２３
を従って調節するようにＹ駆動ボード１４２に信号が送
られる。焦点合せレンズ３８の口径と高出力レーザビー
ム３１との整列の問題を起こして費用や複雑さを全体装
置に加えてしまうために、従来におけると共通の高出力
レーザビーム３１の移動が推奨されないことが注意され
るべきである。併し、反射鏡３６の方向の僅かな調節を
行って焦点合せレンズ３８と高出力ビーム３１との適切
な整列を維持するようにミラーサーボまたはピエゾ電気
電動機２００を設けることが出来る。
【００５８】この発明に従って造られる整列装置の別の
実施例は、レーザ集中装置３５と転換テーブル５０との
組合せによって用具整列修正が出来て、レーザ集中装置
３５と溶接点６８を調節するよう機械的キャリッジ２３
の移動によって間隙中心線Ｃと溶接点６８の誤った位置
決めのための補正の一部が達成でき、間隙中心線Ｃを調
節するよう転換テーブル５０の移動によって必要な補正
の釣合いが達成できる。この構成はコンピュータ１４０
からの信号に応答するコンピュータ１４０内の２つのＹ
駆動ボードを必要とする。
実施例は、レーザ集中装置３５と転換テーブル５０との
組合せによって用具整列修正が出来て、レーザ集中装置
３５と溶接点６８を調節するよう機械的キャリッジ２３
の移動によって間隙中心線Ｃと溶接点６８の誤った位置
決めのための補正の一部が達成でき、間隙中心線Ｃを調
節するよう転換テーブル５０の移動によって必要な補正
の釣合いが達成できる。この構成はコンピュータ１４０
からの信号に応答するコンピュータ１４０内の２つのＹ
駆動ボードを必要とする。
【００５９】また、可視領域７８の照射を一層集中する
ために可視領域７８に近接した高倍率光学装置の最下部
にシュラウド１５０が好適に連結されている。また、シ
ュラウド１５０は、溶接屑や同様なもの等から光学部材
を実際に隔絶する様に、光学装置８２の保護作用を設け
るようにシュラウド１５０は作用する。シュラウド１５
０は形状をほゞ截頭円錐形にすると共に、リング状クラ
ンプや同様な手段によって光学装置８２に連結できる。 多数の材料がシュラウド１５０に使用でき、研磨された
アルミニウムや、アルミニウム箔の様な高反射材料の薄
い箔を有した材料が可視領域７５における光線の集中を
増大するのが好適であると推される。
ために可視領域７８に近接した高倍率光学装置の最下部
にシュラウド１５０が好適に連結されている。また、シ
ュラウド１５０は、溶接屑や同様なもの等から光学部材
を実際に隔絶する様に、光学装置８２の保護作用を設け
るようにシュラウド１５０は作用する。シュラウド１５
０は形状をほゞ截頭円錐形にすると共に、リング状クラ
ンプや同様な手段によって光学装置８２に連結できる。 多数の材料がシュラウド１５０に使用でき、研磨された
アルミニウムや、アルミニウム箔の様な高反射材料の薄
い箔を有した材料が可視領域７５における光線の集中を
増大するのが好適であると推される。
【００６０】先に述べた様に、溶接すべき２つ以上の被
加工物間の間隙の中心線上の溶接装置の最も正確な瞬時
的な整列を得るよう溶接領域に対して出来るだけ近接し
て整列装置の可視領域を配置するのが好適である。他方
、溶接領域への非常な近接は、溶接処理の反対の雰囲気
を高感度で大体高価な光学装置が受ける。従来、溶接領
域から安全な間隔で可視領域の位置を決めて、光学系の
増大された安全／保護によって低下した精度を埋め合わ
せているのが実際に共通している。併し、特異な構造の
この発明の整列装置は、可視領域７８と溶接領域６８の
間に最適な安全と保護特性を持った最小の間隔を可能に
している。
加工物間の間隙の中心線上の溶接装置の最も正確な瞬時
的な整列を得るよう溶接領域に対して出来るだけ近接し
て整列装置の可視領域を配置するのが好適である。他方
、溶接領域への非常な近接は、溶接処理の反対の雰囲気
を高感度で大体高価な光学装置が受ける。従来、溶接領
域から安全な間隔で可視領域の位置を決めて、光学系の
増大された安全／保護によって低下した精度を埋め合わ
せているのが実際に共通している。併し、特異な構造の
この発明の整列装置は、可視領域７８と溶接領域６８の
間に最適な安全と保護特性を持った最小の間隔を可能に
している。
【００６１】特に、溶接領域６８から“安全”間隔で可
視領域７８を効果的に隔てるために、中心線Ｃと大体平
行して溶接領域または溶接点６８付近に可視領域７８か
ら大体離れる方向に不活性ガスの噴射１６０が最も効果
的に設けられる。また、不活性ガスの噴射１６０は溶接
エネルギの作用方向と直角、例えばレーザビームやプラ
ズマアーク等と直角、に作用されるのが好適である。併
し、噴射１６０を設ける１つ以上のノズルの正確な配置
と方向は、噴射１６０の合成ベクトルが溶接領域を通っ
て可視領域７８から離れて溶接領域６８でビーム３８に
よって当接する方向と実質的に交叉する限りは、制限さ
れない。これによって、噴射１６０は、線走査カメラ７
７による一層正確な監視のために溶接水柱、煙、スパッ
タおよび他の溶接屑を可視領域７８から分散する。この
様にすることによって、噴射１６０は、溶接領域６８と
可視領域７８の間に実際の物理的間隔を必要とすること
なく、溶接領域６８から可視領域７８を一層有効に隔て
る保護を設けている。
視領域７８を効果的に隔てるために、中心線Ｃと大体平
行して溶接領域または溶接点６８付近に可視領域７８か
ら大体離れる方向に不活性ガスの噴射１６０が最も効果
的に設けられる。また、不活性ガスの噴射１６０は溶接
エネルギの作用方向と直角、例えばレーザビームやプラ
ズマアーク等と直角、に作用されるのが好適である。併
し、噴射１６０を設ける１つ以上のノズルの正確な配置
と方向は、噴射１６０の合成ベクトルが溶接領域を通っ
て可視領域７８から離れて溶接領域６８でビーム３８に
よって当接する方向と実質的に交叉する限りは、制限さ
れない。これによって、噴射１６０は、線走査カメラ７
７による一層正確な監視のために溶接水柱、煙、スパッ
タおよび他の溶接屑を可視領域７８から分散する。この
様にすることによって、噴射１６０は、溶接領域６８と
可視領域７８の間に実際の物理的間隔を必要とすること
なく、溶接領域６８から可視領域７８を一層有効に隔て
る保護を設けている。
【００６２】図１に明示される様に、ガス供給管１６５
は調整された加圧不活性ガスを図示しない不活性ガス源
から供給する。ガス供給管１６５からの不活性ガスの供
給を一層改良するために、不活性ガスは方向付けされた
噴射で、ノズル１７５がガス供給管１６５の出口、好適
には溶接領域６８と可視領域７８とから幾分隔たった位
置に設けられる。成可く、ガス供給管１６５は高倍率光
学装置８２に連結されるので、ノズル１７５は図２に示
される様に間隙Ｇに隣接して配置される。この実施例に
て成功して使用された不活性ガスの例はヘリウムとアル
ゴンを含んでいる。
は調整された加圧不活性ガスを図示しない不活性ガス源
から供給する。ガス供給管１６５からの不活性ガスの供
給を一層改良するために、不活性ガスは方向付けされた
噴射で、ノズル１７５がガス供給管１６５の出口、好適
には溶接領域６８と可視領域７８とから幾分隔たった位
置に設けられる。成可く、ガス供給管１６５は高倍率光
学装置８２に連結されるので、ノズル１７５は図２に示
される様に間隙Ｇに隣接して配置される。この実施例に
て成功して使用された不活性ガスの例はヘリウムとアル
ゴンを含んでいる。
【００６３】また、噴射１６０は、間隙Ｇの適切な可視
を危うくする埃や他の外部物質が可視領域７８に相対的
に無いことを同時に確実にするために溶接点６８に向か
って噴射１６０が方向付けされる時に、間隙Ｇに大体沿
って可視領域７８上を直接通る様に噴射１６０が設けら
れるのが好適である。不活性ガスの方向付けされた利用
は可視領域７８の明示を改良するよう高倍率光学装置８
２から煙や他の溶接屑を吹き飛ばすだけでなく、溶接点
６８で溶接水柱を減少して線走査カメラ７７への眩しさ
を排除する（ヘリウムガスが溶接水柱の減少に特に有効
である）。
を危うくする埃や他の外部物質が可視領域７８に相対的
に無いことを同時に確実にするために溶接点６８に向か
って噴射１６０が方向付けされる時に、間隙Ｇに大体沿
って可視領域７８上を直接通る様に噴射１６０が設けら
れるのが好適である。不活性ガスの方向付けされた利用
は可視領域７８の明示を改良するよう高倍率光学装置８
２から煙や他の溶接屑を吹き飛ばすだけでなく、溶接点
６８で溶接水柱を減少して線走査カメラ７７への眩しさ
を排除する（ヘリウムガスが溶接水柱の減少に特に有効
である）。
【００６４】溶接点６８への不活性ガスのこの利用の主
要な利点は、溶接からの偽の照射を避けるよう可視映像
装置により度々要求される高価で複雑なフィルタの必要
性を最小にすることである。この様な具合の不活性ガス
の利用は溶接装置の保護ガスを設ける必要を除去できる
。シュラウド１５０の下流に設けられた単一ガス源と単
一ノズル装置によって噴射１６０が供給されるように示
されるが、溶接水柱と煙と他の屑が可視領域７８から離
れるよう指向される様な具合に溶接領域６８から可視領
域７８の有効な隔たりを達成するようにどの様な数の噴
射流乃至はノズルが等しく使用できることが理解すべき
である。
要な利点は、溶接からの偽の照射を避けるよう可視映像
装置により度々要求される高価で複雑なフィルタの必要
性を最小にすることである。この様な具合の不活性ガス
の利用は溶接装置の保護ガスを設ける必要を除去できる
。シュラウド１５０の下流に設けられた単一ガス源と単
一ノズル装置によって噴射１６０が供給されるように示
されるが、溶接水柱と煙と他の屑が可視領域７８から離
れるよう指向される様な具合に溶接領域６８から可視領
域７８の有効な隔たりを達成するようにどの様な数の噴
射流乃至はノズルが等しく使用できることが理解すべき
である。
【００６５】この発明の推奨実施例に就いて図示説明さ
れているが、溶接点と２つの被加工物間の間隙の中心と
を整列するための装置の一層の利用が、この発明の範囲
を逸脱することなく当業者によって普通に適宜な変更に
よって達成できる。幾つかの可能な変更が説明されたが
、他の変更が当凝視やには明らかであろう。従って、こ
の発明の範囲は、明細書および図面に図示説明される構
造と作用の特許請求の範囲の記載を考慮すべきである。
れているが、溶接点と２つの被加工物間の間隙の中心と
を整列するための装置の一層の利用が、この発明の範囲
を逸脱することなく当業者によって普通に適宜な変更に
よって達成できる。幾つかの可能な変更が説明されたが
、他の変更が当凝視やには明らかであろう。従って、こ
の発明の範囲は、明細書および図面に図示説明される構
造と作用の特許請求の範囲の記載を考慮すべきである。
【図１】レーザ溶接装置に関連して示される自動整列装
置の一部を破断した概要図である。
置の一部を破断した概要図である。
【図２】レーザ溶接装置と関連して示される図１の自動
整列装置の推奨実施例の斜視図である。
整列装置の推奨実施例の斜視図である。
【図３】ガントリ構造の後カバー、可視装置、レーザ集
中光学装置が明示のために省略された図２に示されるガ
ントリ構造の部分背面図である。
中光学装置が明示のために省略された図２に示されるガ
ントリ構造の部分背面図である。
【図４】図３の４ー４線に沿った断面図である。
【図５】図２に示される自動整列装置の部分側面図であ
る。
る。
【図６】この発明の自動整列装置の制御装置によって受
けられるアナログ形の模範的出力信号を示すグラフであ
る。
けられるアナログ形の模範的出力信号を示すグラフであ
る。
【図７】デジタル形に変換された後の図６の模範的出力
信号を示すグラフである。
信号を示すグラフである。
【図８】この発明の自動整列装置の制御装置のブロック
図である。
図である。
【図９】被加工物間の間隙が背面照明される自動整列装
置の部分斜視図である。
置の部分斜視図である。
１０ 整列装置
１５ 作業テーブル
１８ ガントリ構造
２３ 機械的キャリッジ
２６ 電動機
２８、２９、３６ 反射鏡
３０ レーザ
３１ レーザビーム
３５ レーザ集中装置
３８ 焦点合せレンズ
４０ レンズマウント
４１ ハウジング
４２ ノズル
５０、５２ 転換テーブル
５５、５６ 被加工物
６０ 電磁保持装置
６２ 補助保持磁石
６５、６６ 縁辺
６８ 溶接領域
７９ 視野
７２、７３ 電動機
７５ 可視映像装置
７７ 線走査カメラ
７８ 可視領域
８０ 線形列
８２ 高倍率光学装置
８３ 対物レンズ
８４ 光源
８５ 接眼レンズ
８６ コヒレント光ファイバ束８８
光ファイバ照明器 ９０ 制御器 ９９ ビデオ信号 １００ オッシロスコープ １０５ 限界電圧レベル １０８、１０９ ウインド線 １４０ コンピュータ １４１ Ｘ駆動ボード １４２ Ｙ駆動ボード １５０ シュラウド １６０ 噴射 １６５ ガス供給管 １７５ ノズル
光ファイバ照明器 ９０ 制御器 ９９ ビデオ信号 １００ オッシロスコープ １０５ 限界電圧レベル １０８、１０９ ウインド線 １４０ コンピュータ １４１ Ｘ駆動ボード １４２ Ｙ駆動ボード １５０ シュラウド １６０ 噴射 １６５ ガス供給管 １７５ ノズル
Claims (30)
- 【請求項１】 間隙に大体平行な縦軸心に沿った溶接
装置と被加工物間の相対運動が溶接装置による被加工物
の対向する縁辺の接合を許す、接合すべき少なくとも２
つの被加工物の対向する基部縁辺により形成される連続
間隙の中心に大体沿って溶接装置を自動的に連続して整
列する装置において、縦方向軸心に沿って溶接装置の下
流に隔たった可視領域の映像が造られ、該可視領域が該
間隙に跨がり且つ被加工物の対向する縁辺を含むように
形成され、予定された２次元座標装置に対する間隙中心
の位置を決める映像装置、溶接装置に対する間隙中心の
位置を決める出力信号に、可視領域の映像を受けて変換
する装置、溶接装置と間隙中心が常に自動的に整列され
る様に該出力信号に応答して溶接装置と間隙中心の相対
位置を自動的に調節する装置、溶接点から可視領域を有
効に隔絶する装置、を備えたことを特徴とする整列装置
。 - 【請求項２】 コヒレント光ファイバ束によって可視
領域に光を伝達する独立した照明用の光源を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の整列装置。 - 【請求項３】 可視領域の照明が映像装置と同軸に設
けられたことを特徴とする請求項２記載の整列装置。 - 【請求項４】 溶接点から可視領域を有効に隔絶する
装置は、噴射合成ベクトルが可視領域から離れるような
方向に噴射が有効に指向されるべく接合工程の際に溶接
装置が溶接エネルギを与える領域に隣接して設けられる
不活性ガスの噴射を備えたことを特徴とする請求項１記
載の整列装置。 - 【請求項５】 噴射は、一端が不活性ガスの源に接続
された供給管とノズルとを介して設けられて、煙、スパ
ッタおよび他の溶接屑が可視領域から離れる方向に指向
されるように、不活性ガスのベクトル付けされた噴射が
溶接領域付近に供給されることを特徴とする請求項４記
載の整列装置。 - 【請求項６】 不活性ガスのベクトル付けされた噴射
が縦軸心に大体沿って溶接領域に供給されるように、供
給管とノズルが可視領域の下流に配置されたことを特徴
とする請求項５記載の整列装置。 - 【請求項７】 可視領域に隣接した映像装置の最下部
に接続されたシュラウドを備え、該シュラウドは溶接屑
から映像装置を保護して可視領域への照明の集中を容易
にすることを特徴とする請求項１記載の整列装置。 - 【請求項８】 被加工物を支持する転換テーブルを備
え、該転換テーブルは出力信号から来る制御信号に応答
して縦軸心に大体垂直に移動でき、該転換テーブルの移
動が縦軸心に大体垂直な方向の間隙中心の調節を生じる
ことを特徴とする請求項１記載の整列装置。 - 【請求項９】 縦軸心に沿って区画された領域にレー
ザビームを指向する装置を備え、該指向装置は、レーザ
ビームをレーザ集中光学装置を介して該領域に反射する
少なくとも１つの反射鏡を有することを特徴とする請求
項１記載の整列装置。 - 【請求項１０】 調節装置は少なくとも１つの反射鏡
を動かす装置を有し、レーザビームは出力信号から来る
制御信号に応答して縦軸心に大体垂直に動くよう出来る
ことを特徴とする請求項９記載の整列装置。 - 【請求項１１】 調節装置は、横部材を有するガント
リ構造と、横部材に連結されて横部材を横切って直線的
に移動でき、指向装置と映像装置が取付けられた機械的
キャリッジと、横部材を横切って該機械的キャリッジを
動かす装置と、縦軸心に直角なレーザビームの調節が間
隙中心との整列を維持するように行われるべく出力信号
に応答して機械的キャリッジを動かすよう制御信号を生
じる装置と、を備えていることを特徴とする請求項９記
載の整列装置。 - 【請求項１２】 レーザビームと被加工物間の相対運
動が、レーザビームによる被加工物の溶接や切断を許す
よう間隙に大体平行な縦軸心に沿って起こる、少なくと
も２つの被加工物の対向する基部縁辺によって形成され
る連続した間隙の中心に大体沿ってレーザビームを自動
的に連続して整列する装置において、予定された２次元
座標装置に対して中心の位置を決める映像装置、映像を
受けて、レーザビームに対する間隙中心の位置を決める
出力信号に映像を変換する装置、レーザビームと被加工
物間に相対運動を設けるべく縦軸心に平行に移動でき、
被加工物が一緒に動くよう被加工物が固着されている第
１の転換テーブル、レーザビームと間隙中心が整列して
連続維持されるように出力信号に応答してレーザビーム
と間隙中心の相対位置を自動調節する装置、を備え、該
映像装置は、映像領域が間隙に跨ると共に被加工物の対
向する縁辺を含むように形成されていて縦軸心に沿って
レーザビームの下流に隔たった可視領域の映像を造る線
走査カメラと、線走査カメラが可視領域から隔たって可
視領域の受容を維持できるよう線走査カメラに取付けら
れた光学装置と、光学装置の最下部に接続された光ファ
イバ照明器と、照明が光学装置と同軸な可視領域に供給
されるようにコヒレント光ファイバ束によって光ファイ
バ照明器に接続された個別の照明源とを有している整列
装置。 - 【請求項１３】 調節装置は、出力信号から生じられ
る制御信号に応答して縦軸心に大体直角に移動出来る第
２の転換テーブルを有し、該第２の転換テーブルは第１
の転換テーブルと連動して移動でき、被加工物がこれら
転換テーブルに固着されているので、被加工物は第１、
第２の転換テーブルに従って移動することを特徴とする
請求項１２記載の整列装置。 - 【請求項１４】 間隙とレーザビームの衝突点付近に
設けられて合成ベクトルが可視領域から離れるように有
効に指向される不活性ガスの噴射を有することを特徴と
する請求項１２記載の整列装置。 - 【請求項１５】 不活性ガスの噴射は、一端が不活性
ガスの供給源に接続された供給管とノズルとによって設
けられ、該ノズルは光学装置の近くに且つ間隙中心付近
の可視領域の下流に取付けられたことを特徴とする請求
項１４記載の整列装置。 - 【請求項１６】 受容装置は、映像の予定部分だけを
出力信号に選択的に変換するように調節自在な視野を有
することを特徴とする請求項１２記載の整列装置。 - 【請求項１７】 縦軸心に沿った制限された領域にレ
ーザビームを指向する装置を有し、該指向装置はレーザ
ビームをレーザ集中光学装置を介して該領域に反射する
少なくとも１つの反射鏡を有することを特徴とする請求
項１２記載の整列装置。 - 【請求項１８】 横部材を有するガントリ構造と、横
部材に連結されて横部材を横切って直線的に移動でき、
指向装置と映像装置が取付けられた機械的キャリッジと
、横部材を横切って該機械的キャリッジを動かす装置と
、縦軸心に直角なレーザビームの調節が間隙中心との整
列を維持するように行われるべく出力信号に応答して機
械的キャリッジを動かすよう制御信号を生じる装置と、
を備えていることを特徴とする請求項１７記載の整列装
置。 - 【請求項１９】 溶接屑や煙および同様な物から光学
装置を保護するように光学装置の最下部に取付けられた
シャラウドを有することを特徴とする請求項１２記載の
整列装置。 - 【請求項２０】 反射鏡に連結された電動機を有し、
レーザビームの方向の僅かな調節を許すように反射鏡が
回転できることを特徴とする請求項１７記載の整列装置
。 - 【請求項２１】 出力信号を監視する装置を有するこ
とを特徴とする請求項１２記載の整列装置。 - 【請求項２２】 調節装置は、予定された限界値以下
の出力信号には応答しないことを特徴とする請求項１２
記載の整列装置。 - 【請求項２３】 被加工物の下から間隙を照明する照
明源を有することを特徴とする請求項１２記載の整列装
置。 - 【請求項２４】 被加工物が大体平らであることを特
徴とする請求項１２記載の整列装置。 - 【請求項２５】 調節装置は、第１転換テーブル調節
速度を自動調節するコンピュータを有することを特徴と
する請求項１２記載の整列装置。 - 【請求項２６】 間隙に大体平行な縦軸心に沿った溶
接装置と被加工物間の相対運動が溶接装置によって被加
工物の対向する縁辺の接合を許す、接合すべき少なくと
も２つの被加工物のの対向する基部縁辺によって形成さ
れる連続した間隙の中心に大体沿って溶接装置を自動的
に連続して整列する方法において、縦軸心に沿って溶接
装置の下流に隔たった可視領域内の間隙を映像装置が監
視するように相対運動の間は縦軸心に沿って間隙の中心
の位置を決めるための映像装置を設け、溶接装置と間隙
中心が整列して維持される様に溶接装置と間隙中心の相
対位置を自動的に調節し、接合工程中は間隙に沿って溶
接エネルギを溶接装置が供給する領域に隣接して、合成
ベクトルが該領域を通って映像装置から離れるように有
効に指向される不活性ガスの噴射を設ける、工程から成
ることを特徴とする整列する方法。 - 【請求項２７】 可視領域に照明を設ける工程を有す
ることを特徴とする請求項２６記載の方法。 - 【請求項２８】 可視領域が間隙の末端を通過すると
間隙の端部における溶接装置と間隙中心の相対位置の一
定量の調節を維持する工程を有し、可視領域が間隙の端
部を通過すると整列を維持すべく制御器によって該一定
量が決められることを特徴とする請求項２６記載の方法
。 - 【請求項２９】 溶接装置と被加工物間の相対運動の
方向と間隙中心を初期整列する工程を有することを特徴
とする請求項２６記載の方法。 - 【請求項３０】 初期整列工程は、間隙の縦軸心に沿
った複数個の予定点で溶接装置を波動し、該点を接続す
るラインを配置し、相対運動の移動方向と該ラインを比
較し、該ラインと相対運動の移動方向の間の誤った整列
を補正する、工程を有することを特徴とする請求項２９
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/508,904 US5045668A (en) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | Apparatus and method for automatically aligning a welding device for butt welding workpieces |
| US508904 | 1990-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04228283A true JPH04228283A (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=24024533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3079801A Pending JPH04228283A (ja) | 1990-04-12 | 1991-04-12 | 被加工物を突合せ溶接する溶接装置を自動的に位置合わせする装置および方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5045668A (ja) |
| EP (1) | EP0452138B2 (ja) |
| JP (1) | JPH04228283A (ja) |
| KR (1) | KR100200440B1 (ja) |
| AR (1) | AR247126A1 (ja) |
| AT (1) | ATE156402T1 (ja) |
| AU (1) | AU647095B2 (ja) |
| BR (1) | BR9101485A (ja) |
| CA (1) | CA2040166C (ja) |
| DE (1) | DE69127121T3 (ja) |
| ES (1) | ES2104662T5 (ja) |
| FI (1) | FI911787A (ja) |
| ZA (1) | ZA912697B (ja) |
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