JPH04309479A - 溶接線検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ突き合せ溶接に
おいて、溶接線を検出する溶接線検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を用いた突き合せ溶接の他の溶
接法と異なる大きな特徴としてビード幅が狭いことがあ
るが、それ故長時間連続して溶接を行なう場合突き合せ
部のいずれのため溶接欠陥が発生しやすくなるが、その
対策として特開昭６２−１４８０８９号や特開平１−１
８１９９０号公報に記載されているような溶接点の手前
１点（あるいは２点）で突き合せ部のずれを検出し、そ
のずれ分だけ溶接点において加工ヘッドを移動させる溶
接線倣い制御の方法がある。

【０００３】この方法においては、突き合せ部のずれを
検出するのに、突き合せ部に半導体レーザを用いたスリ
ット光を照射し、その反射光をＩＴＶカメラ等で撮影す
るという手段を用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
レーザ照射手段から放射されたレーザ光をスリット状の
光に交換して、被溶接物に照射し、その被溶接物からの
反射光をＩＴＶカメラ等で撮影する場合には、ＩＴＶカ
メラの前方には、溶接光などの外乱光の影響を除去する
ために、レーザ照射手段の発振するレーザ光の波長帯の
光のみを透過する干渉フィルタが取付られている。一方
、半導体レーザには、発振スペクトルの温度依存性があ
る。

【０００５】よって、溶接する熱などにより半導体レー
ザの温度が上昇した場合、レーザビームが干渉フィルタ
の透過波長帯からはずれ、被溶接物からの反射光が干渉
フィルタでカットされ、ＩＴＶカメラに入射せず、検出
が不可能となる。

【０００６】そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、レ
ーザ光を用いた突き合せ溶接の溶接線検出を雰囲気温度
の影響を受けずに行なうことができる溶接線検出装置を
提供することを目的としている。 ［発明の構成］

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、レーザ突合せ溶接の溶接線を検
出する溶接線検出装置において、レーザ突合せ溶接によ
る突き合せ部に斜め上方からスリット状の光を溶接線方
向とスリット状の長手方向を直角にして照射する照射手
段と、その反射光を突き合せ部の上方から撮影する撮影
手段と、前記スリット状の光の発振波長を一定に保つよ
うに前記照射手段を温度制御する温度制御手段とを備え
たことを特徴とする溶接線検出装置を提供する。

【０００８】

【作用】上記装置においては、レーザ照射手段を温度制
御することにより、レーザ照射手段からのスリット状の
光の発振波長を一定に保ち、突き合せ部に断面を表す画
像が、雰囲気の温度の影響を受けず、鮮明に得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１に装置概略構成を示す。

【００１０】１は、突き合された被溶接物，２は、突き
合せ部，３は、レーザ溶接ヘッドで図示されないレーザ
発振器から出力されるレーザビームＬを溶接ヘッド３内
にあるレンズにより集光し、突き合せ部２の溶接を行な
う。被溶接物１は、図示されない装置により一定速度で
矢印Ａの方向に移動している。

【００１１】ここで、被溶接物１の突き合せ部２は被溶
接物の形状，精度等の事情により一般的に蛇行しており
、この溶接線を検出する装置が、溶接ヘッド３よりも被
溶接物１の進行方向に対し前方に配置されている。４は
、半導体レーザ，５は、コリメーントレンズ，６は、シ
リンドリカルレンズで、半導体レーザから放射されたレ
ーザビームをコリメートレンズ５により平行光線に変換
し、シリンドリカルレンズ６によってこの光を１軸方向
のみ収束させ、スリット状の光Ｓに交換する。スリット
状の光Ｓと溶接線方向を互いに直交させている。これら
のスリット光Ｓを照射する手段を２組も設け、突き合せ
部を２ヶ所照射する。これらのスリット光Ｓを照射する
手段を冷却水Ｗが流れている。パイプ７で冷却している
。このようにして溶接する熱で半導体レーザ４の温度が
上昇しないようにし、半導体レーザ４の温度を一定に保
っている。

【００１２】Ｃは、スリット線（光切断線）で、スリッ
ト状の光Ｓを被溶接物１に照射することによって生じる
もので、８は、ＣＣＤカメラでスリット線の上方に配置
され、これにより、２本のスリット線を撮影し、２つの
光切断像を得る。また、ＣＣＤカメラ８の前方には溶接
光などの外乱光の影響を除去するため、半導体レーザ４
の発生するレーザビームの波長帯の光のみを透過する干
渉フィルタ９が取付られている。前記半導体レーザ４，
コリメートレンズ５，シリンドリカルレンズ６，ＣＣＤ
カメラ８，干渉フィルタ９の各部材は、図示されないケ
ースに納められており、レーザ溶接ヘッド３に固定され
ている。１０はレーザ溶接ヘッド内にある集光レンズか
ら下部を移動させる駆動手段である。１１はＣＣＤカメ
ラ８からの映像信号を処理する画像処理装置１２は半導
体レーザ４を制御する半導体レーザドライバ、１３は画
像処理装置１１，半導体レーザドラセイバ１２及びレー
ザ溶接ヘッド３を駆動手段を制御する制御装置である。

【００１３】図２に実際に溶接中にＣＣＤカメラ８が撮
影している画像を示す。図中の矢印は溶接方向を示す。 １は、被溶接物，Ｇは突き合せ部ギャップ，ＳＬはスリ
ット光による光切断像を示す。ＭはＣＤカメラ８が撮影
している像の範囲で、その拡大図を図３に示す。

【００１４】図２と同様に、ＳＬは光切断像，Ｇは突き
合せ部ギャップを示す。これら２本の光切断像を画像処
理し、制御装置で突き合せ部ギャップ中心０を求め、溶
接点での溶接基準線Ｅからのずれを算出し、それに応じ
て制御装置１３から駆動手段１０に指令を与えて矢印Ｂ
方向若しくは、これとは反対方向に溶接ヘッド３を駆動
させてレーザビームを溶接線に一致させる。

【００１５】以上のようにして、溶接点より前方で検出
した突き合せ部ギャップ中心から溶接線での突き合せ部
ギャップ中心を求め、その点にレーザビームを追従させ
るシステムにおいて、スリット光を照射する手段を冷却
しているので、溶接等による熱の影響で、半導体レーザ
の発振波長が図４に示すように変化し、反射光が干渉フ
ィルタの透過波長からはずれることなく鮮明に光切断像
が得ることができ、これにより精度より溶接を行なうこ
とができる。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、溶
接熱などによる雰囲気温度の影響を受けず、鮮明に突き
合せ部の光切断像を得ることができるので、精度よく溶
接を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概要構成図である。

【図２】図１に示したＣＣＤカメラが撮影している画像
を示す図である。

【図３】図２に示した画像の部分拡大図である。

【図４】図１に示した本発明の一実施例における半導体
レーザの発振スペクトルの温度依存性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…被溶接物 ２…突き合せ部 ３…溶接ヘッド ４…半導体レーザ ５…コリメートレンズ ６…シリンドリカルレンズ ７…スリット光 ８…スリット線 ９…ＣＣＤカメラ １０…干渉フィルタ １１…駆動手段 １２…画像処理装置 １３…制御装置 １４…レーザドライバ １５…レーザビーム １６…突き合せ部ギャップ １７…光切断像 １８…視野 １９…ギャップ中心　　　　　　　　　　　　２０…ス
リット光源２１…冷却用パイプ　　　　　　　　　　　
　２２…冷却水２３…溶接基準線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ突合せ溶接の溶接線を検出する
   溶接線検出装置において、レーザ突合せ溶接による突き
   合せ部に斜め上方からスリット状の光を溶接線方向とス
   リット状の長手方向を直角にして照射する照射手段と、
   その反射光を突き合せ部の上方から撮影する撮影手段と
   、前記スリット状の光の発振波長を一定に保つように前
   記照射手段を温度制御する温度制御手段とを具備したこ
   とを特徴とする溶接線検出装置。