JPH05185256A - レーザー溶接装置および方法 - Google Patents
レーザー溶接装置および方法Info
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- JPH05185256A JPH05185256A JP4181128A JP18112892A JPH05185256A JP H05185256 A JPH05185256 A JP H05185256A JP 4181128 A JP4181128 A JP 4181128A JP 18112892 A JP18112892 A JP 18112892A JP H05185256 A JPH05185256 A JP H05185256A
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- along
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
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- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/244—Overlap seam welding
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、比較的長い溶接長さを有した大
きな鋼に適合でき、比較的安価で、高い部品サイクル率
を有し、レーザー溶接工程を最適にすることを特徴とし
ている。 【構成】 この発明は、比較的長い共通のシーム線上に
整列されて縦軸心に沿って互いに有効的に間隔を置いて
複数個のレーザー溶接機構を設けることによってシーム
線に沿って金属板を突合せ溶接することを特徴とし、各
レーザー溶接機構は縦軸心に垂直な横軸心に平行な方向
に個々に調節可能であり、金属板は溶接すべくシーム線
に沿って突合せ状態に溶接テーブルの上面に整列されて
締着され、各レーザーはシーム線に沿った金属板の一部
だけを溶接し、溶接機構と金属板の間の相対運動長さが
溶接機構間の有効間隔よりも大きいことを特徴としてい
る。
きな鋼に適合でき、比較的安価で、高い部品サイクル率
を有し、レーザー溶接工程を最適にすることを特徴とし
ている。 【構成】 この発明は、比較的長い共通のシーム線上に
整列されて縦軸心に沿って互いに有効的に間隔を置いて
複数個のレーザー溶接機構を設けることによってシーム
線に沿って金属板を突合せ溶接することを特徴とし、各
レーザー溶接機構は縦軸心に垂直な横軸心に平行な方向
に個々に調節可能であり、金属板は溶接すべくシーム線
に沿って突合せ状態に溶接テーブルの上面に整列されて
締着され、各レーザーはシーム線に沿った金属板の一部
だけを溶接し、溶接機構と金属板の間の相対運動長さが
溶接機構間の有効間隔よりも大きいことを特徴としてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、比較的長い共通のシ
ーム線に沿って金属板を突合せ溶接するための装置と方
法、特に比較的長い共通のシーム線に沿って複数個の金
属板を自動的に装荷し、固着し、溶接し、共通のシーム
線の重なり部分を同時溶接する複数個のレーザー溶接ヘ
ッドを使用して成る装置と方法によって次の工程のため
に金属板を除去する等のサイクル時間を短縮する改良さ
れた装置と方法に関するものである。
ーム線に沿って金属板を突合せ溶接するための装置と方
法、特に比較的長い共通のシーム線に沿って複数個の金
属板を自動的に装荷し、固着し、溶接し、共通のシーム
線の重なり部分を同時溶接する複数個のレーザー溶接ヘ
ッドを使用して成る装置と方法によって次の工程のため
に金属板を除去する等のサイクル時間を短縮する改良さ
れた装置と方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】幅広い鋼の製造と処理方法においては、
鋼や同様なもの等の金属材料のシートすなわち板や条片
を一緒に接合することが度々所要されたり必要とされ
る。いずれの製造方法における様に、サイクル時間は、
特別な製造方法の相対費用や適合性を決める重要な要因
である。
鋼や同様なもの等の金属材料のシートすなわち板や条片
を一緒に接合することが度々所要されたり必要とされ
る。いずれの製造方法における様に、サイクル時間は、
特別な製造方法の相対費用や適合性を決める重要な要因
である。
【０００３】金属材料の板や条片のレーザー溶接は比較
的競争の激しい工業で、量の多さと質の高さは特別な装
置乃至は方法の成功に絶対的に制限される。この様な目
的を達成するために、高い部品サイクル率が達成されね
ば成らない。本質的に、各サイクルは金属板取扱い工
程、金属板の移動と固定、溶接操作等の組合せから構成
されている。金属板取扱い操作は、金属板を溶接装置に
供給すること、金属板を溶接装置に予め設置すること、
溶接された完成した製品を溶接装置から除去することを
含んでいる。予め整列された金属板は溶接すべく共通の
シーム線に沿って突合せ状態にその後に移動されて、実
際に溶接できるよう所要位置に固定されねばならない。
最大溶接速度は出力条件と品質要件とによって制限さ
れ、溶接完成された製品は、次の金属板が固定のために
持ってこられる前に溶接場所から除去されねばならな
い。
的競争の激しい工業で、量の多さと質の高さは特別な装
置乃至は方法の成功に絶対的に制限される。この様な目
的を達成するために、高い部品サイクル率が達成されね
ば成らない。本質的に、各サイクルは金属板取扱い工
程、金属板の移動と固定、溶接操作等の組合せから構成
されている。金属板取扱い操作は、金属板を溶接装置に
供給すること、金属板を溶接装置に予め設置すること、
溶接された完成した製品を溶接装置から除去することを
含んでいる。予め整列された金属板は溶接すべく共通の
シーム線に沿って突合せ状態にその後に移動されて、実
際に溶接できるよう所要位置に固定されねばならない。
最大溶接速度は出力条件と品質要件とによって制限さ
れ、溶接完成された製品は、次の金属板が固定のために
持ってこられる前に溶接場所から除去されねばならな
い。
【０００４】レーザー溶接操作の効率を高める１つの試
みがダブリュ・ディユレイ等の米国特許第４,８７７,９
３９号特許明細書に示されている。特に、ダブリュ・デ
ィユレイ等の米国特許は、赤外線波長範囲内の照射に対
する金属板の反射を低減するよう励起レーザーからの紫
外線照射の様な短い波長での照射による金属材料の予処
理を意図している。短い波長照射は、金属材料の切断に
使用するＹＡＧまたはＣＯ2レーザーからの照射の様に
赤外線照射に対する吸収を増大するよう金属板の表面を
部分的に酸化する。この様な予備処理は赤外線レーザー
装置によって達成できる切断量を増大し、通常の機械的
切断装置によって得られるものと等しい品質を達成す
る。
みがダブリュ・ディユレイ等の米国特許第４,８７７,９
３９号特許明細書に示されている。特に、ダブリュ・デ
ィユレイ等の米国特許は、赤外線波長範囲内の照射に対
する金属板の反射を低減するよう励起レーザーからの紫
外線照射の様な短い波長での照射による金属材料の予処
理を意図している。短い波長照射は、金属材料の切断に
使用するＹＡＧまたはＣＯ2レーザーからの照射の様に
赤外線照射に対する吸収を増大するよう金属板の表面を
部分的に酸化する。この様な予備処理は赤外線レーザー
装置によって達成できる切断量を増大し、通常の機械的
切断装置によって得られるものと等しい品質を達成す
る。
【０００５】シー・バーナ等の米国特許第４,６９１,０
３９号明細書は、溶接すべき事物の合致する面の拙劣な
適合や、幅広いビード形状が要求される他の利用等の問
題を解決するよう多焦点スポットを用いるレーザー溶接
装置を記載している。２つのスポット焦点光学系の調節
によって、ビームスポットは溶湯溜りリンクを増大する
ようシームに沿って縦方向に分離できるし、また、ビー
ムの大きな分離は続いてのレーザースポットの適用の前
に金属材料を１つのビームが効果的に予熱出来るように
している。併し、いずれの場合にも、溶接の速度と効率
は供給されるレーザーの出力と溶接シームの長さに沿っ
た２つのビームの動きとによって制限される。
３９号明細書は、溶接すべき事物の合致する面の拙劣な
適合や、幅広いビード形状が要求される他の利用等の問
題を解決するよう多焦点スポットを用いるレーザー溶接
装置を記載している。２つのスポット焦点光学系の調節
によって、ビームスポットは溶湯溜りリンクを増大する
ようシームに沿って縦方向に分離できるし、また、ビー
ムの大きな分離は続いてのレーザースポットの適用の前
に金属材料を１つのビームが効果的に予熱出来るように
している。併し、いずれの場合にも、溶接の速度と効率
は供給されるレーザーの出力と溶接シームの長さに沿っ
た２つのビームの動きとによって制限される。
【０００６】エム・メルビールの米国特許第４,８５７,
６９７号明細書は、溶接すべき金属材料板のシームに指
向される複数個のレーザービームを有するよう出来る連
続シーム溶接装置を記載している。レーザーエネルギの
パルス的適用は、隣接の溶接スポットの冷却と安定に続
くシーム溶接に沿って重ねられる。この様に、各パルス
は、次のパルスによって部分的に再び打たれる前に安定
する時間を持っており、金属材料板間の突合せシームの
長さに沿った交互に作用される重合スポットによって溶
接シームが生じられる。
６９７号明細書は、溶接すべき金属材料板のシームに指
向される複数個のレーザービームを有するよう出来る連
続シーム溶接装置を記載している。レーザーエネルギの
パルス的適用は、隣接の溶接スポットの冷却と安定に続
くシーム溶接に沿って重ねられる。この様に、各パルス
は、次のパルスによって部分的に再び打たれる前に安定
する時間を持っており、金属材料板間の突合せシームの
長さに沿った交互に作用される重合スポットによって溶
接シームが生じられる。
【０００７】レーザー溶接技術の効率を高める別の試み
がエム・ファローの米国特許第４,３３０,６９９号明細
書に記載されている。この特許明細書では、レーザー
は、溶融する溶接継目に音波を導くよう超可聴周波数で
変調される。このエム・ファローの特許は、低出力値で
“音レーザー”を作用し、続いて高出力溶接レーザーを
作用するのが良いことを教えている。併し、これら両レ
ーザーは適切な利用のためにシームの全長に亙って移動
しなければならない。
がエム・ファローの米国特許第４,３３０,６９９号明細
書に記載されている。この特許明細書では、レーザー
は、溶融する溶接継目に音波を導くよう超可聴周波数で
変調される。このエム・ファローの特許は、低出力値で
“音レーザー”を作用し、続いて高出力溶接レーザーを
作用するのが良いことを教えている。併し、これら両レ
ーザーは適切な利用のためにシームの全長に亙って移動
しなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】共通のシーム線に沿っ
た比較的長い溶接を必要とする利用において、高品質の
連結を許すようシーム線に沿った適切な間隙幅の維持に
問題が有ることが知られている。例えば、約７５０mm以
上（約３０インチ以上）の長いシーム線の接合を要求す
る溶接方法においては、溶接ビードが第１端部に作用さ
れる時に熱の影響によって間隙が度々離れるように成
り、これによって溶接装置の整列の問題が生じ、結果と
しての溶接の効果と品質とを損なってしまう。こゝに使
用される様に、用語“比較的長い”は、溶接工程の適切
な間隙幅と効率の維持によって溶接効率が妨げられるよ
うに成る十分に長いシーム線または溶接を意味している
ことが理解されよう。限界長さは、包含される材料、間
隙幅、金属板厚さ、溶接状態、シームに沿った縁切断の
品質等を含む多数の要因に基づいて変化し、同様に、熱
の問題はシーム線長さが約７５０mmを越える時に常に出
会う。
た比較的長い溶接を必要とする利用において、高品質の
連結を許すようシーム線に沿った適切な間隙幅の維持に
問題が有ることが知られている。例えば、約７５０mm以
上（約３０インチ以上）の長いシーム線の接合を要求す
る溶接方法においては、溶接ビードが第１端部に作用さ
れる時に熱の影響によって間隙が度々離れるように成
り、これによって溶接装置の整列の問題が生じ、結果と
しての溶接の効果と品質とを損なってしまう。こゝに使
用される様に、用語“比較的長い”は、溶接工程の適切
な間隙幅と効率の維持によって溶接効率が妨げられるよ
うに成る十分に長いシーム線または溶接を意味している
ことが理解されよう。限界長さは、包含される材料、間
隙幅、金属板厚さ、溶接状態、シームに沿った縁切断の
品質等を含む多数の要因に基づいて変化し、同様に、熱
の問題はシーム線長さが約７５０mmを越える時に常に出
会う。
【０００９】従って、レーザー溶接速度と品質を適切に
する連続的必要性に適うよう多くの試みが意図されてい
るが、各試みは溶接の長さ、作用される溶接装置の出力
条件、シーム長さに沿った有効な溶接速度によって夫々
制限される。シーム間隙幅と溶接ビード品質を監視する
可視装置の改良が行われており、突合せ溶接すべき金属
板を自動的に整列して固定する方法がいま有効である
が、比較的安い主費用で迅速な部品サイクル時間を設け
るよう高い品質のレーザー溶接の速度を最適化する装置
と方法は未だ達成されていない。
する連続的必要性に適うよう多くの試みが意図されてい
るが、各試みは溶接の長さ、作用される溶接装置の出力
条件、シーム長さに沿った有効な溶接速度によって夫々
制限される。シーム間隙幅と溶接ビード品質を監視する
可視装置の改良が行われており、突合せ溶接すべき金属
板を自動的に整列して固定する方法がいま有効である
が、比較的安い主費用で迅速な部品サイクル時間を設け
るよう高い品質のレーザー溶接の速度を最適化する装置
と方法は未だ達成されていない。
【００１０】この発明の目的は、比較的長い溶接長さを
有した大きな鋼に適合でき、比較的安価で、高い部品サ
イクル率を有したレーザー溶接装置を提供することにあ
る。
有した大きな鋼に適合でき、比較的安価で、高い部品サ
イクル率を有したレーザー溶接装置を提供することにあ
る。
【００１１】この発明の別の目的は、金属板取扱い条件
を最小にすると共に有効な自動部品固着装置を組合わせ
且つ実効溶接時間を最小にすることによって部品サイク
ル率とレーザー溶接工程を最適にする溶接装置と方法を
提供することにある。
を最小にすると共に有効な自動部品固着装置を組合わせ
且つ実効溶接時間を最小にすることによって部品サイク
ル率とレーザー溶接工程を最適にする溶接装置と方法を
提供することにある。
【００１２】この発明の他の目的は、共通のシーム線の
異なった重合する部分を溶接するよう同時に作動出来る
複数個の実質的に同じレーザー溶接機構を用いることに
よって比較的長い共通のシーム線に沿って複数個の金属
板を突合せ溶接する改良されたレーザー溶接装置と方法
を提供することにある。
異なった重合する部分を溶接するよう同時に作動出来る
複数個の実質的に同じレーザー溶接機構を用いることに
よって比較的長い共通のシーム線に沿って複数個の金属
板を突合せ溶接する改良されたレーザー溶接装置と方法
を提供することにある。
【００１３】この発明のまた別の目的は、当接する金属
部分の連続部分に同時に作用する多溶接ヘッドを使用す
るこゝのシーム追跡能力を有する改良されたレーザー溶
接装置を提供することにある。
部分の連続部分に同時に作用する多溶接ヘッドを使用す
るこゝのシーム追跡能力を有する改良されたレーザー溶
接装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の１つの特長に
従えば、比較的長い共通のシーム線に沿った複数個の金
属板の突合せ溶接は、共通のシーム線が溶接テーブルの
縦軸心に沿って配置される様に複数個の金属板が上面に
支持整列される溶接テーブルを設けることによって達成
される。複数個のレーザー溶接機構は溶接テーブルの上
面の上に設けられて共通のシーム線に沿って整列され、
縦軸心に沿って第１の間隔で互いに実質的に等しく隔て
られる。推奨構造において、各溶接機構は、溶接される
シーム線の一部を個別に追跡する。複数個の金属板が上
面に載せられて、これによって第１の金属板が一対の横
方向に間隔を置いた側縁の１つから溶接テーブルの横軸
心に沿って装荷される。第２の金属板は大体横軸心に沿
って溶接テーブルの反対側の縁から設けられる。金属板
はシーム線に沿って突合せ状態に上面の上に整列され、
溶接するために締着される。その後に、溶接機構と縦軸
心に沿ったシーム線との間の相対的動きが設けられると
共に、溶接機構が同時に作動されて、これによって各レ
ーザーがシーム線に沿った金属板の一部だけを溶接す
る。相対的運動の長さは、連続溶接ビードが共通のシー
ム線に沿って設けられることを確実にするよう第１の間
隔距離も大きい。推奨実施例において、個々の金属板は
密接な突合せ状態に動かされ、その後に複数個の電磁装
置によって別の動きに対して締着される。
従えば、比較的長い共通のシーム線に沿った複数個の金
属板の突合せ溶接は、共通のシーム線が溶接テーブルの
縦軸心に沿って配置される様に複数個の金属板が上面に
支持整列される溶接テーブルを設けることによって達成
される。複数個のレーザー溶接機構は溶接テーブルの上
面の上に設けられて共通のシーム線に沿って整列され、
縦軸心に沿って第１の間隔で互いに実質的に等しく隔て
られる。推奨構造において、各溶接機構は、溶接される
シーム線の一部を個別に追跡する。複数個の金属板が上
面に載せられて、これによって第１の金属板が一対の横
方向に間隔を置いた側縁の１つから溶接テーブルの横軸
心に沿って装荷される。第２の金属板は大体横軸心に沿
って溶接テーブルの反対側の縁から設けられる。金属板
はシーム線に沿って突合せ状態に上面の上に整列され、
溶接するために締着される。その後に、溶接機構と縦軸
心に沿ったシーム線との間の相対的動きが設けられると
共に、溶接機構が同時に作動されて、これによって各レ
ーザーがシーム線に沿った金属板の一部だけを溶接す
る。相対的運動の長さは、連続溶接ビードが共通のシー
ム線に沿って設けられることを確実にするよう第１の間
隔距離も大きい。推奨実施例において、個々の金属板は
密接な突合せ状態に動かされ、その後に複数個の電磁装
置によって別の動きに対して締着される。
【００１５】明細書は、この発明を特別に指摘して区別
して請求する請求の範囲を含んでおり、添付図面に沿っ
ての以下の詳細な説明からこの発明が良く理解されるも
のと確信する。
して請求する請求の範囲を含んでおり、添付図面に沿っ
ての以下の詳細な説明からこの発明が良く理解されるも
のと確信する。
【００１６】
【実施例】図面をいま詳細に参照するに、全図に亙って
同一符号は同一部材を示しており、図１はこの発明に従
って造られた改良されたレーザー溶接装置１０の部分平
面概要図である。概して、レーザー溶接装置１０は一対
の間隔を置いた案内レール２３が設けられた上面２２を
有する溶接テーブル２０を備えている。溶接装置１０の
縦軸心Ｌに平行に往復運動するために案内レール２３に
可動板、すなわちシート支持キャリッジ３０が取付けら
れている。溶接テーブル２０に沿って選択的に往復運動
する板、すなわちキャリッジ３０のために縦軸心Ｌに沿
って設けられるよう図１に点線によってボールねじ２６
とボールねじ駆動モータ２５が図示されている。
同一符号は同一部材を示しており、図１はこの発明に従
って造られた改良されたレーザー溶接装置１０の部分平
面概要図である。概して、レーザー溶接装置１０は一対
の間隔を置いた案内レール２３が設けられた上面２２を
有する溶接テーブル２０を備えている。溶接装置１０の
縦軸心Ｌに平行に往復運動するために案内レール２３に
可動板、すなわちシート支持キャリッジ３０が取付けら
れている。溶接テーブル２０に沿って選択的に往復運動
する板、すなわちキャリッジ３０のために縦軸心Ｌに沿
って設けられるよう図１に点線によってボールねじ２６
とボールねじ駆動モータ２５が図示されている。
【００１７】ボールねじ２６の回転運動を、溶接テーブ
ル２０に対するキャリッジ３０の縦方向運動に変えるよ
うボールねじナット、例えば図２に示されるナット２８
がキャリッジ３０に連動されるよう意図されている。図
１に示される様に、キャリッジ３０は溶接テーブル２０
の大部分を横切る運動範囲Ｒを有している。
ル２０に対するキャリッジ３０の縦方向運動に変えるよ
うボールねじナット、例えば図２に示されるナット２８
がキャリッジ３０に連動されるよう意図されている。図
１に示される様に、キャリッジ３０は溶接テーブル２０
の大部分を横切る運動範囲Ｒを有している。
【００１８】可動キャリッジ３０の上面３４には複数個
のローラ３６を設けるのが好適に出来、例えば金属板１
２、１３ａ、１３ｂの間の共通のシーム線１５に沿った
当接状態への金属板１２、１３ａ、１３ｂの動きを容易
にするようローラ３６は幾つかの動力ローラを含むよう
出来る。図１に点線で示される様に、上面３４から上方
に突出する予め整列する停止体３２に対して縦軸心Ｌ方
向に向かって入って来る金属板を押圧するよう横軸心Ｔ
に関してローラ３６を僅かに傾けるよう出来る。当接し
た金属板の左縁の一貫した基準を確実にすると共に、金
属板の予定の整列を助けるよう停止体３２を利用でき
る。
のローラ３６を設けるのが好適に出来、例えば金属板１
２、１３ａ、１３ｂの間の共通のシーム線１５に沿った
当接状態への金属板１２、１３ａ、１３ｂの動きを容易
にするようローラ３６は幾つかの動力ローラを含むよう
出来る。図１に点線で示される様に、上面３４から上方
に突出する予め整列する停止体３２に対して縦軸心Ｌ方
向に向かって入って来る金属板を押圧するよう横軸心Ｔ
に関してローラ３６を僅かに傾けるよう出来る。当接し
た金属板の左縁の一貫した基準を確実にすると共に、金
属板の予定の整列を助けるよう停止体３２を利用でき
る。
【００１９】図１は、例えば金属板１３ａ、１３ｂから
成るよう示される搬送されて来る金属板１２、１３を受
けるように上面２２の上に配置される時の可動キャリッ
ジ３０を示している。特に、搬送コンベヤ１７は可動キ
ャリッジ３０の下縁に隣接して設けられていて、溶接テ
ーブル２０の第１の側縁３８から横軸心Ｔに沿って、例
えば第１の金属板１２を提供するようしている。搬送コ
ンベヤ１７は駆動ローラコンベヤ、ベルトコンベヤまた
は以下に説明される様な機械的な自動装荷装置とするこ
とが出来る。理解される様に、搬送コンベヤ１７、上面
３４、レーザー溶接装置１０の相対的寸法は適宜に変化
する幅Ｄを有した金属板に適合するよう設計出来る。搬
送コンベヤ１７から上面３４への特別な金属板１２の放
出は作業者によって制御出来るし、或はコンピュータや
他の制御装置によって自動的に制御出来る。
成るよう示される搬送されて来る金属板１２、１３を受
けるように上面２２の上に配置される時の可動キャリッ
ジ３０を示している。特に、搬送コンベヤ１７は可動キ
ャリッジ３０の下縁に隣接して設けられていて、溶接テ
ーブル２０の第１の側縁３８から横軸心Ｔに沿って、例
えば第１の金属板１２を提供するようしている。搬送コ
ンベヤ１７は駆動ローラコンベヤ、ベルトコンベヤまた
は以下に説明される様な機械的な自動装荷装置とするこ
とが出来る。理解される様に、搬送コンベヤ１７、上面
３４、レーザー溶接装置１０の相対的寸法は適宜に変化
する幅Ｄを有した金属板に適合するよう設計出来る。搬
送コンベヤ１７から上面３４への特別な金属板１２の放
出は作業者によって制御出来るし、或はコンピュータや
他の制御装置によって自動的に制御出来る。
【００２０】同様に、第２の金属板１３、例えば金属板
１３ａ、１３ｂは、溶接テーブル２０の対向する側縁３
９から横軸心Ｔに沿って装入コンベヤ１８を介して提供
される。第１、第２の金属板１２、１３の予定の整列
は、縦軸心Ｌに沿った搬送されて来る金属板製品の間に
１つ以上の引き込み自在な整列停止体４９を設けること
によって共通のシーム線１５に沿って好適に達成出来
る。図２に明示される様に、引き込み自在な停止体４９
が隣接のレーザー溶接機構５０間の横ビーム４２の下面
から下方に垂下するのが好適である。併し、隣接の上面
３４から上方に停止体４９が交互に延びることが理解さ
れる。溶接テーブル２０に金属板１２、１３を供給する
際に、停止体４９は、共通のシーム線１５に沿って金属
板１２、１３の向かい合う基部縁の予定の整列を設ける
よう上面３４に隣接した位置に延びている。初期整列に
続いて、当接状態に金属板１２、１３を最終整列できる
よう停止体４９が引き込まれる。
１３ａ、１３ｂは、溶接テーブル２０の対向する側縁３
９から横軸心Ｔに沿って装入コンベヤ１８を介して提供
される。第１、第２の金属板１２、１３の予定の整列
は、縦軸心Ｌに沿った搬送されて来る金属板製品の間に
１つ以上の引き込み自在な整列停止体４９を設けること
によって共通のシーム線１５に沿って好適に達成出来
る。図２に明示される様に、引き込み自在な停止体４９
が隣接のレーザー溶接機構５０間の横ビーム４２の下面
から下方に垂下するのが好適である。併し、隣接の上面
３４から上方に停止体４９が交互に延びることが理解さ
れる。溶接テーブル２０に金属板１２、１３を供給する
際に、停止体４９は、共通のシーム線１５に沿って金属
板１２、１３の向かい合う基部縁の予定の整列を設ける
よう上面３４に隣接した位置に延びている。初期整列に
続いて、当接状態に金属板１２、１３を最終整列できる
よう停止体４９が引き込まれる。
【００２１】ブリッジ、すなわちガントリー４０が上面
２２、３４の上方に設けられて、複数個のレーザー溶接
機構５０を支持している。図２に明示される様に、ブリ
ッジ、すなわちガントリー４０は、垂直な支柱４３、４
４によって両端が支持された横ビーム４２を有するよう
意図される。溶接テーブル２０の上方の横ビーム４２の
少なくとも一部が、適宜にレーザービームを溶接機構５
０に指向すべくレーザービームおよび光学装置を収容す
る中空部分を有するのが好適である。
２２、３４の上方に設けられて、複数個のレーザー溶接
機構５０を支持している。図２に明示される様に、ブリ
ッジ、すなわちガントリー４０は、垂直な支柱４３、４
４によって両端が支持された横ビーム４２を有するよう
意図される。溶接テーブル２０の上方の横ビーム４２の
少なくとも一部が、適宜にレーザービームを溶接機構５
０に指向すべくレーザービームおよび光学装置を収容す
る中空部分を有するのが好適である。
【００２２】１つ以上のレーザー源、例えば５４、５５
が、溶接装置１０に予定の波長と出力のレーザービーム
を供給するよう設けられる。図１に示される様に、幾つ
かのレーザー源５４、５５がガントリー４０から幾分離
れて隔てるよう出来、ビームを適宜な保護導管５６を通
って供給出来る。溶接装置５０に供給すべく横ビーム４
２の中空部分に入って来る放射エネルギを向けるよう適
宜な反射鏡、例えば５８を設けることが出来る。
が、溶接装置１０に予定の波長と出力のレーザービーム
を供給するよう設けられる。図１に示される様に、幾つ
かのレーザー源５４、５５がガントリー４０から幾分離
れて隔てるよう出来、ビームを適宜な保護導管５６を通
って供給出来る。溶接装置５０に供給すべく横ビーム４
２の中空部分に入って来る放射エネルギを向けるよう適
宜な反射鏡、例えば５８を設けることが出来る。
【００２３】図２に示される様に、複数個のレーザー溶
接機構５０を配置支持するために横ビーム４２の下部に
複数個の溶接機構支持体４６が取付けられる。入って来
るレーザービーム５２の適宜な部分を個々のレーザー溶
接機構５０に向けるよう別の反射鏡、ビームスプリッタ
ー、同様な光学装置等が所要するよう設けることが出来
る。
接機構５０を配置支持するために横ビーム４２の下部に
複数個の溶接機構支持体４６が取付けられる。入って来
るレーザービーム５２の適宜な部分を個々のレーザー溶
接機構５０に向けるよう別の反射鏡、ビームスプリッタ
ー、同様な光学装置等が所要するよう設けることが出来
る。
【００２４】図３に明示される様に、１つ以上の入射レ
ーザービーム５２は、遮断ビームスプリッター反射鏡６
０、６１を夫々介するようにしてレーザー溶接機構５０
に向けられよう。予定された直径Ｂを有するレーザービ
ーム５２が第１の遮断ビームスプリッター、すなわち反
射鏡６０と第２の遮断ビームスプリッター、すなわち反
射鏡６１によって２つのほゞ等しい部分に分けられる実
施例が図３に示されている。作動中に特別なレーザー溶
接機構５０の焦点またはスポット点の位置の調節を許す
よう回転制御ステージ６３を有した遮断ビームスプリッ
ター、すなわち反射鏡６０、６１を設けるのが好適であ
る。図１、図２に示される様に、この発明に従って造ら
れたレーザー溶接装置１０は、例えば１つ以上のレーザ
ー源５４、５５から供給される複数個のレーザー溶接機
構５０を有することが出来る。従って、図３に示される
横ビーム４２の半分近く（図示しない）は別のレーザー
溶接機構５０にレーザービームを設けるための同様な光
学装置を好適に有することが出来る。
ーザービーム５２は、遮断ビームスプリッター反射鏡６
０、６１を夫々介するようにしてレーザー溶接機構５０
に向けられよう。予定された直径Ｂを有するレーザービ
ーム５２が第１の遮断ビームスプリッター、すなわち反
射鏡６０と第２の遮断ビームスプリッター、すなわち反
射鏡６１によって２つのほゞ等しい部分に分けられる実
施例が図３に示されている。作動中に特別なレーザー溶
接機構５０の焦点またはスポット点の位置の調節を許す
よう回転制御ステージ６３を有した遮断ビームスプリッ
ター、すなわち反射鏡６０、６１を設けるのが好適であ
る。図１、図２に示される様に、この発明に従って造ら
れたレーザー溶接装置１０は、例えば１つ以上のレーザ
ー源５４、５５から供給される複数個のレーザー溶接機
構５０を有することが出来る。従って、図３に示される
横ビーム４２の半分近く（図示しない）は別のレーザー
溶接機構５０にレーザービームを設けるための同様な光
学装置を好適に有することが出来る。
【００２５】図２、図３に明示される様に、シーム線１
５に沿った溶接エネルギの正確な適用のためにシーム線
１５を追跡すべく横軸心Ｔに平行な方向に複数個のレー
ザー溶接機構５０が個別に調節出来ることを意図してい
る。更に、この様な共通のシーム線１５の部分の個々の
追跡と整列が各レーザー溶接機構５０と関連した個々の
可視映像装置や整列装置７０によって容易に成るのが好
適である。各レーザー溶接機構５０には自己調節装置が
好適に設けられると共に、幾つかのレーザー溶接機構に
１つ以上の他のレーザー溶接機構に関連してのみ調節出
来る利用、例えば溶接すべきシート、すなわち金属板が
非常に高い品質の切断された突合せ縁を有するよう出来
る。
５に沿った溶接エネルギの正確な適用のためにシーム線
１５を追跡すべく横軸心Ｔに平行な方向に複数個のレー
ザー溶接機構５０が個別に調節出来ることを意図してい
る。更に、この様な共通のシーム線１５の部分の個々の
追跡と整列が各レーザー溶接機構５０と関連した個々の
可視映像装置や整列装置７０によって容易に成るのが好
適である。各レーザー溶接機構５０には自己調節装置が
好適に設けられると共に、幾つかのレーザー溶接機構に
１つ以上の他のレーザー溶接機構に関連してのみ調節出
来る利用、例えば溶接すべきシート、すなわち金属板が
非常に高い品質の切断された突合せ縁を有するよう出来
る。
【００２６】本発明者等の米国特許出願第０７／５０
８,９０４号明細書には、シーム線に沿って突合せ溶接
装置を自動的に整列し、照射された可視領域内の投射さ
れた像を監視する線走査カメラ７２を有する推奨構造が
記載されている。この特許明細書の記載がこゝに参照出
来る。
８,９０４号明細書には、シーム線に沿って突合せ溶接
装置を自動的に整列し、照射された可視領域内の投射さ
れた像を監視する線走査カメラ７２を有する推奨構造が
記載されている。この特許明細書の記載がこゝに参照出
来る。
【００２７】シーム検出回路７１は、カメラ制御器８１
およびコンピュータ８０の様なシステム制御器に使用す
べく突合せ溶接されるべきシート、すなわち金属板の向
かい合う縁の間の間隙に関する監視データを設ける。こ
の様な具合に、各個々のレーザー溶接機構は、溶接作動
の際に横切るシーム線１５の部分を精密に且つ正確に追
跡するよう横軸心Ｔに沿って個々に調節できる。理解さ
れる様に、回転、揺動または転換ステージ６３は、制御
信号に応答してレーザー溶接機構５０のビームスポット
を動かすための反射鏡６０、６１、６２の運動を行うこ
とが出来る。ビームスポットはシーム線１５を正確に追
跡するよう調節されなければならない。レーザーエネル
ギを溶接すべき表面に集中するよう各レーザー溶接機構
５０に焦点合わせレンズ６４が設けられる。
およびコンピュータ８０の様なシステム制御器に使用す
べく突合せ溶接されるべきシート、すなわち金属板の向
かい合う縁の間の間隙に関する監視データを設ける。こ
の様な具合に、各個々のレーザー溶接機構は、溶接作動
の際に横切るシーム線１５の部分を精密に且つ正確に追
跡するよう横軸心Ｔに沿って個々に調節できる。理解さ
れる様に、回転、揺動または転換ステージ６３は、制御
信号に応答してレーザー溶接機構５０のビームスポット
を動かすための反射鏡６０、６１、６２の運動を行うこ
とが出来る。ビームスポットはシーム線１５を正確に追
跡するよう調節されなければならない。レーザーエネル
ギを溶接すべき表面に集中するよう各レーザー溶接機構
５０に焦点合わせレンズ６４が設けられる。
【００２８】複数個の、一般的には２つのシート、すな
わち金属板１２、１３が頂面３４に供給されて図１のシ
ーム線１５で示される様な共通のシーム線に沿って密接
した関係に整列されると、金属板はレーザー溶接機構５
０の下に直接に配置される。レーザー溶接機構５０は縦
軸心Ｌに沿った方向に予定の間隔、例えば間隔Ｘだけ互
いに好適に且つ有効に隔てられている。間隔Ｘは、溶接
すべき共通のシーム線の長さ、溶接するために有効なレ
ーザー溶接機構５０の数、各レーザー溶接機構に有効な
溶接出力、可動板、すなわちキャリッジ３０の所要の往
復速度等に基づいた特異な利用によって異なることがあ
る。一般に、レーザー溶接機構は大半の利用においては
等しい速度である。併し、隣接のレーザー溶接機構５０
間の実際の間隔は制限されないことが注意されるべきで
ある。共通のシーム線１５に適用される時に、各レーザ
ー溶接機構のビームスポットは軸心Ｌとシーム線１５に
沿って離れるよう隔てられねばならない。こゝに使用さ
れる様に、用語“有効な間隔”は、隣接のビームスポッ
トの制限された間隔がレーザー溶接機構自体の間隔乃至
はビーム方向によって設けられることを意味するのが理
解されよう。
わち金属板１２、１３が頂面３４に供給されて図１のシ
ーム線１５で示される様な共通のシーム線に沿って密接
した関係に整列されると、金属板はレーザー溶接機構５
０の下に直接に配置される。レーザー溶接機構５０は縦
軸心Ｌに沿った方向に予定の間隔、例えば間隔Ｘだけ互
いに好適に且つ有効に隔てられている。間隔Ｘは、溶接
すべき共通のシーム線の長さ、溶接するために有効なレ
ーザー溶接機構５０の数、各レーザー溶接機構に有効な
溶接出力、可動板、すなわちキャリッジ３０の所要の往
復速度等に基づいた特異な利用によって異なることがあ
る。一般に、レーザー溶接機構は大半の利用においては
等しい速度である。併し、隣接のレーザー溶接機構５０
間の実際の間隔は制限されないことが注意されるべきで
ある。共通のシーム線１５に適用される時に、各レーザ
ー溶接機構のビームスポットは軸心Ｌとシーム線１５に
沿って離れるよう隔てられねばならない。こゝに使用さ
れる様に、用語“有効な間隔”は、隣接のビームスポッ
トの制限された間隔がレーザー溶接機構自体の間隔乃至
はビーム方向によって設けられることを意味するのが理
解されよう。
【００２９】例えば、３つのレーザー溶接機構が有効で
共通のシーム線１５に沿って整列される場合には、間隔
Ｘは、溶接されるべき共通のシーム線１５の有効長さＤ
の１／３より僅かに小さいのが好適である。図２に示さ
れる様に、溶接工程と可動板、すなわちキャリッジ３０
の移動を始める前に、最も右側のレーザー溶接機構５０
がシーム線１５の右側端に大体隣接して整列されるべき
である。その後に、ボールねじ駆動装置２５を附勢する
ことによる垂直支柱４３に向かった可動板、すなわちキ
ャリッジ３０の往復動によってレーザー溶接機構５０と
シーム線１５の間の相対的な動きが生じられる。同時
に、レーザー溶接機構５０は金属板１２、１３を一緒に
溶接するために附勢される。各レーザー溶接機構５０
は、レーザー溶接機構５０の初期位置とキャリッジ３０
の動きとによって決められるシーム線１５の異なった部
分を溶接する。理解される様に、垂直な支柱４３に向か
ってキャリッジ３０が往復動される間隔は、シーム線１
５に沿った溶接の幾分の重なりを確実にするために間隔
Ｘよりも僅かに大きくすべきである。
共通のシーム線１５に沿って整列される場合には、間隔
Ｘは、溶接されるべき共通のシーム線１５の有効長さＤ
の１／３より僅かに小さいのが好適である。図２に示さ
れる様に、溶接工程と可動板、すなわちキャリッジ３０
の移動を始める前に、最も右側のレーザー溶接機構５０
がシーム線１５の右側端に大体隣接して整列されるべき
である。その後に、ボールねじ駆動装置２５を附勢する
ことによる垂直支柱４３に向かった可動板、すなわちキ
ャリッジ３０の往復動によってレーザー溶接機構５０と
シーム線１５の間の相対的な動きが生じられる。同時
に、レーザー溶接機構５０は金属板１２、１３を一緒に
溶接するために附勢される。各レーザー溶接機構５０
は、レーザー溶接機構５０の初期位置とキャリッジ３０
の動きとによって決められるシーム線１５の異なった部
分を溶接する。理解される様に、垂直な支柱４３に向か
ってキャリッジ３０が往復動される間隔は、シーム線１
５に沿った溶接の幾分の重なりを確実にするために間隔
Ｘよりも僅かに大きくすべきである。
【００３０】溶接操作に続いて、レーザー溶接機構５０
の下から荷卸し領域４５（図１、図２に明示される）内
にいま溶接されるシート、例えば溶接される金属板９９
をキャリッジ３０の一層の動きによって好適に動かす。
キャリッジ３０から溶接された金属板を引き離す除去装
置９３は、案内軌条４８内に滑動可能に受けられた連結
体９４による等して横ビーム４２に往復動可能に取付け
られている。除去装置９３は、複数個の締着装置９７を
支持する横方向を向いた横バー９５を支持する１つ以上
の伸縮自在なシリンダ９８を好適に有している。除去装
置９３は案内軌条４８に沿って荷卸し領域４５上の除去
装置位置を往復動する。荷卸し位置では伸縮自在なシリ
ンダ９８は横バー９５と締着装置９７を溶接の終了した
製品９９と接触するよう下げる。
の下から荷卸し領域４５（図１、図２に明示される）内
にいま溶接されるシート、例えば溶接される金属板９９
をキャリッジ３０の一層の動きによって好適に動かす。
キャリッジ３０から溶接された金属板を引き離す除去装
置９３は、案内軌条４８内に滑動可能に受けられた連結
体９４による等して横ビーム４２に往復動可能に取付け
られている。除去装置９３は、複数個の締着装置９７を
支持する横方向を向いた横バー９５を支持する１つ以上
の伸縮自在なシリンダ９８を好適に有している。除去装
置９３は案内軌条４８に沿って荷卸し領域４５上の除去
装置位置を往復動する。荷卸し位置では伸縮自在なシリ
ンダ９８は横バー９５と締着装置９７を溶接の終了した
製品９９と接触するよう下げる。
【００３１】締着装置９７は溶接された金属板９９（図
１に鎖線で示される）と係合して掴むための吸込装置、
電磁装置、機械的クランプまたは同様な締着機構を有す
るよう意図されている。溶接された金属板９９はキャリ
ッジ３０から持ち上げられて、複数個のローラ９１を有
する荷卸コンベヤ９０上に軸心Ｌと溶接されたシーム線
１５と縦方向に平行に動かされる。完成した製品９９が
除去されると直ちに、整列して溶接すべき別の金属板１
２、１３を受けるために装荷位置にキャリッジ３０は戻
される。コンベヤ９０の幾つかのローラ９１は、縦軸心
Ｌとほゞ直角に矢印Ｐにより示される方向に完成した製
品９９を除去するよう駆動出来る。
１に鎖線で示される）と係合して掴むための吸込装置、
電磁装置、機械的クランプまたは同様な締着機構を有す
るよう意図されている。溶接された金属板９９はキャリ
ッジ３０から持ち上げられて、複数個のローラ９１を有
する荷卸コンベヤ９０上に軸心Ｌと溶接されたシーム線
１５と縦方向に平行に動かされる。完成した製品９９が
除去されると直ちに、整列して溶接すべき別の金属板１
２、１３を受けるために装荷位置にキャリッジ３０は戻
される。コンベヤ９０の幾つかのローラ９１は、縦軸心
Ｌとほゞ直角に矢印Ｐにより示される方向に完成した製
品９９を除去するよう駆動出来る。
【００３２】図４はこの発明に従って造られたキャリッ
ジ１３０の頂面１３４の推奨実施例を示している。特
に、図１、２に示される例えばローラ３６の代わりに、
頂面１３４に沿って設けられる様に複数個の電磁装置１
８５、１８９が図示されている。１９９０年４月１２日
に米国特許出願第０７／５０８,９０１号として出願さ
れて１９９１年６月１１日に特許された米国特許第５,
０２３,４２７号明細書（当該特許明細書がこゝに参照
される）に記載される様に、一方の磁性シートの適宜な
縁に沿った有効な磁極と、他方の磁性シートの対向する
適宜な縁に沿った反対極性の有効な磁極とを生じること
によって共通のシーム線に沿って別々の適宜な磁性シー
トが自動的に支持整列できる。
ジ１３０の頂面１３４の推奨実施例を示している。特
に、図１、２に示される例えばローラ３６の代わりに、
頂面１３４に沿って設けられる様に複数個の電磁装置１
８５、１８９が図示されている。１９９０年４月１２日
に米国特許出願第０７／５０８,９０１号として出願さ
れて１９９１年６月１１日に特許された米国特許第５,
０２３,４２７号明細書（当該特許明細書がこゝに参照
される）に記載される様に、一方の磁性シートの適宜な
縁に沿った有効な磁極と、他方の磁性シートの対向する
適宜な縁に沿った反対極性の有効な磁極とを生じること
によって共通のシーム線に沿って別々の適宜な磁性シー
トが自動的に支持整列できる。
【００３３】上記特許明細書に記載される様に、所要さ
れる如く共通のシーム線に沿って密着当接した状態に磁
性シートを自動的に整列させるよう必要な有効な磁極を
生じるよう電磁石１８６と励磁コイル１８７が使用出来
ることが意図されている。更に、密着当接した状態にお
いては、金属シートは別の電磁石１８９を含む磁気保持
力によって所定場所に締着出来る。当該特許明細書にて
更に注意される様に、整列締着される金属シートの摩擦
を低減するように選ばれた電磁石を交流で附勢すること
によって有効な振動力を作用出来る。また、機械的保持
力や同様なものによって締着を行うことが出来る。
れる如く共通のシーム線に沿って密着当接した状態に磁
性シートを自動的に整列させるよう必要な有効な磁極を
生じるよう電磁石１８６と励磁コイル１８７が使用出来
ることが意図されている。更に、密着当接した状態にお
いては、金属シートは別の電磁石１８９を含む磁気保持
力によって所定場所に締着出来る。当該特許明細書にて
更に注意される様に、整列締着される金属シートの摩擦
を低減するように選ばれた電磁石を交流で附勢すること
によって有効な振動力を作用出来る。また、機械的保持
力や同様なものによって締着を行うことが出来る。
【００３４】キャリッジ１３０の構造的特長の釣り合い
はキャリッジ３０に就いて上述したと実質的に同じであ
る。併し、電磁石の励磁からのジュール熱により生じら
れる熱エネルギを制御するために、電磁石整列装置１８
５と別の電磁石１８９とを冷却する装置を選ぶよう出来
ることが更に決められる。特に、レーザー溶接に共通な
小さな間隙幅は、膨張収縮に基づき変化する温度によっ
て十分果すことが出来る。従って、整列装置１８９の電
磁石と電磁石１８６はコイルと磁極を通る冷却通路（図
示しない）を設けることによって、或は工業的に周知の
他の熱制御装置を介して好適に冷却できる。
はキャリッジ３０に就いて上述したと実質的に同じであ
る。併し、電磁石の励磁からのジュール熱により生じら
れる熱エネルギを制御するために、電磁石整列装置１８
５と別の電磁石１８９とを冷却する装置を選ぶよう出来
ることが更に決められる。特に、レーザー溶接に共通な
小さな間隙幅は、膨張収縮に基づき変化する温度によっ
て十分果すことが出来る。従って、整列装置１８９の電
磁石と電磁石１８６はコイルと磁極を通る冷却通路（図
示しない）を設けることによって、或は工業的に周知の
他の熱制御装置を介して好適に冷却できる。
【００３５】図５は、シーム追跡装置または可視映像装
置、例えば図２の様な可視映像装置７０、から受けた信
号が、シーム線１１５を動的に追跡するようレーザー溶
接機構１５０が出来る電動転換ステージ１６３を制御す
る実施例を概略的に示している。特に、レーザー溶接機
構１５０は、上述した様にガントリーまたはブリッジの
横ビーム１４２に沿って間隔を置いた同様な多数のレー
ザー溶接機構の１つを示している。例えば、縦軸心Ｌ’
に直角なシーム線１１５を横切る方向Ｔ’にレーザービ
ームスポット１７９の調節転換が出来るために、横軸心
Ｔ’に沿って溶接装置１５０を選択的に動かすよう出来
る転換ステージ１６３に対してユニットとして反射鏡１
６７と焦点合わせレンズ１６４が取付けられている。
置、例えば図２の様な可視映像装置７０、から受けた信
号が、シーム線１１５を動的に追跡するようレーザー溶
接機構１５０が出来る電動転換ステージ１６３を制御す
る実施例を概略的に示している。特に、レーザー溶接機
構１５０は、上述した様にガントリーまたはブリッジの
横ビーム１４２に沿って間隔を置いた同様な多数のレー
ザー溶接機構の１つを示している。例えば、縦軸心Ｌ’
に直角なシーム線１１５を横切る方向Ｔ’にレーザービ
ームスポット１７９の調節転換が出来るために、横軸心
Ｔ’に沿って溶接装置１５０を選択的に動かすよう出来
る転換ステージ１６３に対してユニットとして反射鏡１
６７と焦点合わせレンズ１６４が取付けられている。
【００３６】ステージ１６３は、横ビーム１４２に対し
て往復動すべく横ビーム１４２に滑動可能に取付けられ
たレーザー支持体１４６と、ボールねじモータ１９２に
より駆動されてレーザー支持体１４６に取付けられた回
転しないナット１６８にねじ着された回転可能なボール
ねじ１６９とを好適に有している。ボールねじ１６９の
回転運動はレーザー溶接機構１５０と軸心Ｔ’に沿った
ビームスポット１７９を選択的に変換する。入射レーザ
ービーム１５２の一部１５３は、遮断ビームスプリッタ
ー、すなわち反射鏡１６０による様に反射鏡１６７に向
けることが出来、軸心Ｔ’に沿った横方向の移動は焦点
レンズ１６４にビーム部分１５３の方向を向けない。こ
の構成において、レーザー光学系の整列はレーザー溶接
機構１５０によるシーム線１１５の動的追跡を設けるた
めに変える必要がない。
て往復動すべく横ビーム１４２に滑動可能に取付けられ
たレーザー支持体１４６と、ボールねじモータ１９２に
より駆動されてレーザー支持体１４６に取付けられた回
転しないナット１６８にねじ着された回転可能なボール
ねじ１６９とを好適に有している。ボールねじ１６９の
回転運動はレーザー溶接機構１５０と軸心Ｔ’に沿った
ビームスポット１７９を選択的に変換する。入射レーザ
ービーム１５２の一部１５３は、遮断ビームスプリッタ
ー、すなわち反射鏡１６０による様に反射鏡１６７に向
けることが出来、軸心Ｔ’に沿った横方向の移動は焦点
レンズ１６４にビーム部分１５３の方向を向けない。こ
の構成において、レーザー光学系の整列はレーザー溶接
機構１５０によるシーム線１１５の動的追跡を設けるた
めに変える必要がない。
【００３７】多数のレーザー溶接機構１５０が、この実
質的なオンライン構成の横ビーム１４２に沿って間隔を
置くことが出来る。更に、レーザー溶接機構１５０がオ
フライン、すなわち軸心を外らした具合に等しく配置で
き、これによってシーム線にレーザースポットを向ける
よう鏡／焦点合せ装置の一部としてレーザー溶接装置内
に軸心の外れた放物反射器（図示しない）を設けること
が出来る。
質的なオンライン構成の横ビーム１４２に沿って間隔を
置くことが出来る。更に、レーザー溶接機構１５０がオ
フライン、すなわち軸心を外らした具合に等しく配置で
き、これによってシーム線にレーザースポットを向ける
よう鏡／焦点合せ装置の一部としてレーザー溶接装置内
に軸心の外れた放物反射器（図示しない）を設けること
が出来る。
【００３８】図６はこの発明に従って造られたレーザー
溶接機構２１０の別の推奨実施例を示している。特に、
溶接テーブル２２０、ガントリー、すなわちブリッジ２
４０、キャリッジ２３０と電磁整列装置２８５（実際に
はガントリー２４０とレーザー溶接機構２５０の下にこ
の図６では隠れている）、電磁石２８９、除去装置２９
３、レーザー溶接機構２５０は上述して説明した対応す
る構造のものと実質的に構造と作用が同じである。併
し、図示した様に、装荷コンベヤ１７、１８はオフライ
ン装荷コンベヤ装置２１７、２１８と置き換えられてい
る。
溶接機構２１０の別の推奨実施例を示している。特に、
溶接テーブル２２０、ガントリー、すなわちブリッジ２
４０、キャリッジ２３０と電磁整列装置２８５（実際に
はガントリー２４０とレーザー溶接機構２５０の下にこ
の図６では隠れている）、電磁石２８９、除去装置２９
３、レーザー溶接機構２５０は上述して説明した対応す
る構造のものと実質的に構造と作用が同じである。併
し、図示した様に、装荷コンベヤ１７、１８はオフライ
ン装荷コンベヤ装置２１７、２１８と置き換えられてい
る。
【００３９】装荷コンベヤ装置２１７は、ロボット１０
５の様な装荷機構にコイル供給できる供給装置１０２か
らシート材料、すなわち金属板材料２１２の供給を行
う。金属板材料は、例えば単一切断または二重切断して
スプリッター、すなわち切断器１００を経て供給され、
駆動ローラコンベヤを介して切断金属板２１２が搬送さ
れる。金属板２１２はそこで装荷ロボット１０５によっ
て装荷コンベヤ装置２１７から持ちあげられて横軸心Ｔ
と大体平行な方向に可動テーブル２３０の上に置かれ
る。同様に、装荷コンベヤ装置２１８は可動テーブル２
２０の反対側の縁２３９から横軸心Ｔに大体平行に第２
の金属板を送る。
５の様な装荷機構にコイル供給できる供給装置１０２か
らシート材料、すなわち金属板材料２１２の供給を行
う。金属板材料は、例えば単一切断または二重切断して
スプリッター、すなわち切断器１００を経て供給され、
駆動ローラコンベヤを介して切断金属板２１２が搬送さ
れる。金属板２１２はそこで装荷ロボット１０５によっ
て装荷コンベヤ装置２１７から持ちあげられて横軸心Ｔ
と大体平行な方向に可動テーブル２３０の上に置かれ
る。同様に、装荷コンベヤ装置２１８は可動テーブル２
２０の反対側の縁２３９から横軸心Ｔに大体平行に第２
の金属板を送る。
【００４０】溶接工程と除去装置２９３により取上げた
後に、完成した製品（すなわち溶接された金属板）２９
９は、荷卸ロボット１０７により貯蔵場所１０８に置く
ために縦軸心Ｌに大体垂直な方向に荷卸コンベヤ２９０
に沿って運ばれる。レーザー溶接機構２１０全体と溶接
工程は図示される様な中央制御装置、すなわちコンピュ
ータ２８０によって好適に制御できる。
後に、完成した製品（すなわち溶接された金属板）２９
９は、荷卸ロボット１０７により貯蔵場所１０８に置く
ために縦軸心Ｌに大体垂直な方向に荷卸コンベヤ２９０
に沿って運ばれる。レーザー溶接機構２１０全体と溶接
工程は図示される様な中央制御装置、すなわちコンピュ
ータ２８０によって好適に制御できる。
【００４１】この発明の推奨実施例が図示説明された
が、こゝに説明したレーザー溶接装置と方法の別の利用
が、この発明の範囲を逸脱することなく当業者による適
宜な変更によって達成できる。幾つかの変更が説明され
たが、他の変更も当業者には明らかであろう。例えば、
溶接装置と当接した金属板間のシーム線との間の相対運
動は所定位置のブリッジに沿った溶接装置の動きや、ブ
リッジに対する金属板の動きに加えて設けることが出来
る。同様に、荷卸コンベヤ上の完成した製品の除去方向
は特別な製造工程と製造装置によって最良の形態に変更
できる。従って、この発明の範囲は請求の範囲の用語に
て考慮されるべきで、明細書および図面に図示説明され
る構成と作用の詳細に制限されるものでないことが理解
される。
が、こゝに説明したレーザー溶接装置と方法の別の利用
が、この発明の範囲を逸脱することなく当業者による適
宜な変更によって達成できる。幾つかの変更が説明され
たが、他の変更も当業者には明らかであろう。例えば、
溶接装置と当接した金属板間のシーム線との間の相対運
動は所定位置のブリッジに沿った溶接装置の動きや、ブ
リッジに対する金属板の動きに加えて設けることが出来
る。同様に、荷卸コンベヤ上の完成した製品の除去方向
は特別な製造工程と製造装置によって最良の形態に変更
できる。従って、この発明の範囲は請求の範囲の用語に
て考慮されるべきで、明細書および図面に図示説明され
る構成と作用の詳細に制限されるものでないことが理解
される。
【図１】この発明に従って造られた改良されたレーザー
溶接装置の部分平面図である。
溶接装置の部分平面図である。
【図２】図１のレーザー溶接装置の部分前面図である。
【図３】図１と図２のレーザー溶接装置の一部の拡大断
面図である。
面図である。
【図４】この発明の溶接テーブルの上面の別の推奨実施
例の部分平面図である。
例の部分平面図である。
【図５】この発明の溶接装置の横調節を設ける推奨構造
の他の実施例の概要図である。
の他の実施例の概要図である。
【図６】この発明に従って造られたレーザー溶接装置の
別の推奨実施例の部分平面図である。
別の推奨実施例の部分平面図である。
１０ 溶接装置 ２０ 溶接テーブル ２３ 案内レール ２５ ボールねじ駆動モータ ２６ ボールねじ ３０ 可動板 ３６ ローラ ４２ 横ビーム ４３ 支柱 ４４ 支柱 ４９ 停止体 ５０ レーザー溶接機構 ５４ レーザー源 ５５ レーザー源 ５８ 反射鏡 ６０ 反射鏡 ６１ 反射鏡 ６３ 回転制御ステージ ７０ 整列装置 ９０ 荷卸コンベヤ ９３ 除去装置 ９５ 横バー ９７ 締着装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/04 Ｅ 7011−4Ｅ
Claims (28)
- 【請求項１】 比較的長い共通のシーム線に沿って複数
個の金属板を突合せ溶接するレーザー溶接装置におい
て、 複数個の金属板が共通のシーム線に沿って溶接すべく支
持できる上面と、整列されるシーム線に沿った縦軸心
と、縦軸心にほゞ直角な横軸心と、一対の横方向に間隔
を置いた側縁とを有する溶接テーブル、 溶接テーブルの上面に取付けられて溶接ビームが共通の
シーム線に沿って方向付けられるよう整列され、縦軸心
に沿って互いに間隔を置いて夫々有効的に隔てられ、且
つシーム線を追跡するよう横軸心に平行な方向に複数個
の溶接ビームを個々に調節する装置を有する複数個の実
質的に同一のレーザー溶接機構、 溶接テーブルの一方の側縁から横軸心に大体沿って第１
の金属板を配置すると共に、第２の金属板を他方の側縁
から横軸心に大体沿って配置するよう溶接テーブルの上
面に突合せ溶接すべき金属板を装荷する装置、 共通のシーム線に沿って突合せ状態に溶接テーブルの上
面上の金属板を整列する装置、 縦軸心に沿ってシーム線に対して溶接機構を同時に動か
す装置、および複数個の金属板を一緒に溶接するよう溶
接機構を同時に作動する装置、 を備え、これによって各レーザーはシーム線に沿って金
属板の一部だけを溶接し、シーム線に沿った溶接の幾ら
かの重なりを確実にするよう隣接の溶接機構の間の間隔
よりも相対移動の長さが大きいことを特徴とするレーザ
ー溶接装置。 - 【請求項２】 共通のシーム線は予定された長さを有
し、溶接機構は該予定された長さに沿って溶接テーブル
の上面に互いにほゞ等しく隔てられている請求項１記載
のレーザー溶接装置。 - 【請求項３】 溶接テーブル上に縦軸心に沿って金属板
を予め整列する装置を有する請求項１記載のレーザー溶
接装置。 - 【請求項４】 整列装置は、金属板を予め整列するよう
作動可能な位置に動かすことが出来ると共に溶接作動の
前に引込み位置に動かすことが出来る選択的に引込み可
能な停止体を有している請求項３記載のレーザー溶接装
置。 - 【請求項５】 溶接テーブルの上面に配置されてレーザ
ー装置を支持するブリッジを有し、該ブリッジが縦軸心
と大体平行な方向に延びている請求項１記載の溶接装
置。 - 【請求項６】 溶接された金属板を上面から取除くため
の除去装置を有してており、該除去装置は、ブリッジに
取付けられて縦軸心と平行な方向に移動できる締着装置
を有している請求項５記載の溶接装置。 - 【請求項７】 ブリッジに取付けられて縦軸心に沿って
金属板を予め整列するよう整列作用においてブリッジか
ら下方に延びる引き込み自在な停止体を有している請求
項５記載の溶接装置。 - 【請求項８】 突合せ状態に金属板を整列する整列装置
は磁気整列装置を有している請求項１記載の溶接装置。 - 【請求項９】 金属板を整列する整列装置は、共通のシ
ーム線に沿って突合せ状態に金属板を向けるよう上面に
隣接して取付けられた複数個のずれた送りローラを有し
ている請求項１記載の溶接装置。 - 【請求項１０】 突合せ溶接すべき金属板を装荷する装
置は一対のロボットを有し、１つのロボットは溶接テー
ブルの横側縁から上面に金属板を置き、他のロボットは
他の横側縁から金属板を置き、これにより金属板が横縁
と大体平行な方向にに互いに到達する請求項１記載の溶
接装置。 - 【請求項１１】 各レーザー溶接機構は、シーム線と正
確に整列するよう溶接ビームの横位置を個々に制御調節
するために自動整列可視装置に連結される請求項１記載
の溶接装置。 - 【請求項１２】 シーム線に対して溶接機構を同時に移
動する装置は溶接テーブルの上面の可動部分を有し、該
可動部分は金属板を支持して縦軸心に平行な方向に移動
できる請求項１記載の溶接装置。 - 【請求項１３】 比較的長い共通のシーム線に沿って複
数個の金属板を突合せ溶接するレーザー溶接装置におい
て、 複数個の金属板が共通のシーム線に沿って溶接すべく支
持できる上面と、整列されるシーム線に沿った縦軸心
と、縦軸心にほゞ直角な横軸心と、一対の横方向に間隔
を置いた側縁とを有する溶接テーブル、 溶接テーブルの上面に配置され、レーザー装置を支持
し、且つ縦軸心と大体平行な方向に延びているブリッ
ジ、 溶接テーブルの上面に取付けられて溶接ビームが共通の
シーム線に沿って方向付けられるよう整列され、縦軸心
に沿って互いに間隔を置いて夫々有効的に隔てられ、且
つシーム線を追跡するよう横軸心に平行な方向に各溶接
ビームが個々に調節できる複数個の実質的に同一のレー
ザー溶接機構、 溶接テーブルの一方の側縁から縦軸心に大体沿って第１
の金属板を配置すると共に、第２の金属板を他方の側縁
から横軸心に大体沿って配置するよう溶接テーブルの上
面に突合せ溶接すべき金属板を装荷する装置、 共通のシーム線に沿って突合せ状態に溶接テーブルの上
面上の金属板を整列する装置、 縦軸心に沿ってシーム線に対して溶接機構を同時に動か
す装置、および複数個の金属板を一緒に溶接するよう全
溶接機構を同時に作動する装置、 を備え、これによって各レーザーは金属板間のシーム線
の一部だけを溶接し、シーム線に沿った溶接の幾らかの
重なりを確実にするよう隣接の溶接機構の間の間隔より
も相対移動の長さが大きいことを特徴とするレーザー溶
接装置。 - 【請求項１４】 共通のシーム線は予定された長さを有
しており、溶接機構は該予定された長さに沿って溶接テ
ーブルのの上面の上に実質的に等間隔に隔たられている
請求項１３記載の溶接装置。 - 【請求項１５】 ブリッジに取付けられ且つ縦軸心に沿
って金属板を予め整列するよう整列操作においてブリッ
ジから下方に延びている請求項１３記載の溶接装置。 - 【請求項１６】 突合せ状態に金属板を整列する整列装
置は磁気整列装置から成っている請求項１３記載の溶接
装置。 - 【請求項１７】 複数個の金属板間の比較的長い共通の
シーム線に沿って複数個の金属板を突合せ溶接するレー
ザー溶接方法において、 複数個の金属板が共通のシーム線に沿って溶接すべく支
持できる上面と、整列されるシーム線に沿った縦軸心
と、縦軸心にほゞ直角な横軸心と、一対の横方向に間隔
を置いた側縁とを有する溶接テーブルを設け、 各溶接機構を縦軸心に沿って互いに間隔を置いて夫々有
効的に隔てると共に、シーム線を追跡するよう横軸心に
平行な方向に複数個の溶接ビームを個々に調節出来る様
に、複数個の実質的に同一のレーザー溶接機構を溶接テ
ーブルの上面に配置して溶接ビームが共通のシーム線に
沿って方向付けられるよう整列し、 溶接テーブルの一方の側縁から横軸心に大体沿って第１
の金属板を配置すると共に、第２の金属板を他方の側縁
から横軸心に大体沿って配置するよう様に溶接テーブル
の上面に突合せ溶接すべき複数個の金属板を装荷し、 共通のシーム線に沿って突合せ状態に溶接テーブルの上
面上の金属板の基部縁を整列し、 溶接機構を同時に作動すると共に縦軸心に沿って溶接ビ
ームとシーム線の間に相対運動を設ける、 工程から成り、これによって各溶接ビームはシーム線に
沿って金属板の一部だけを溶接し、シーム線に沿った溶
接の幾らかの重なりを確実にするよう該溶接機構間の間
隔よりも大きな長さ縦軸心に沿って該相対運動が延びて
いることを特徴とするレーザー溶接方法。 - 【請求項１８】 レーザー装置を作動する工程は、溶接
工程の際にシーム線を個々に追跡するよう各レーザービ
ームの横方向位置を個々に制御することから成る請求項
１７記載の溶接方法。 - 【請求項１９】 溶接ビームとシーム線の間の相対運動
を設ける工程は縦軸心に平行な方向に金属板を支持する
溶接テーブルの上面の可動部分を往復動することから成
り、他方、レーザー溶接機構は縦軸心に沿って実質的に
固定されたまゝである請求項１７記載の溶接方法。 - 【請求項２０】 金属板を突合せ状態に整列する工程
は、溶接テーブルの上面に１つ以上の金属板の突合せ縁
に沿って有効な磁極を生じると共に、金属板の突合せ縁
を緊密な突合せ状態に自動的に整列するように金属板間
に磁気吸引を生じるよう対向して向かい合う金属板の向
かい合う縁に沿って反対極性の有効な磁極を生じること
から成っている請求項１７記載の溶接方法。 - 【請求項２１】 １つに溶接された金属板を積卸す工程
は縦軸心とシーム線に平行な方向に金属板を動かすこと
から成っている請求項１７記載の溶接方法。 - 【請求項２２】 比較的長い共通のシーム線に沿って複
数個の金属板を突合せ溶接するレーザー溶接装置におい
て、 複数個の金属板が共通のシーム線に沿って溶接すべく支
持できる上面と、整列されるシーム線に沿った縦軸心
と、縦軸心にほゞ直角な横軸心と、一対の横方向に間隔
を置いた側縁とを有する溶接テーブル、 溶接テーブルの上面に取付けられて溶接ビームが共通の
シーム線に沿って方向付けられるよう整列される少なく
とも１つのレーザー溶接機構、 溶接テーブルの一方の側縁から横軸心に大体沿って第１
の金属板を配置する第１の配置装置と、第２の金属板を
他方の側縁から横軸心に大体沿って配置する第２の配置
装置とを有する、溶接テーブルの上面に突合せ溶接すべ
き複数個の金属板を装荷する装置、 共通のシーム線に沿って突合せ状態に溶接テーブルの上
面上の金属板を整列する装置、 縦軸心と共通のシーム線に平行な方向に溶接すべき金属
板を動かす装置を有する、共通のシーム線に沿って一緒
に溶接すべき複数個の金属板を装荷する装置、 を備えたことを特徴とするレーザー溶接装置。 - 【請求項２３】 金属板を設ける第１、第２の装置は、
装荷すべき金属板を各々対向して間隔を置いた側縁に供
給するコンベヤから成っている請求項２２記載の溶接装
置。 - 【請求項２４】 荷卸し装置は、縦軸心に沿って溶接テ
ーブル上に配置された横ビームに沿って往復動する除去
装置から成っている請求項２２記載の溶接装置。 - 【請求項２５】 複数個の金属板間の比較的長い共通の
シーム線に沿って複数個の金属板を突合せ溶接するレー
ザー溶接方法において、 複数個の金属板が共通のシーム線に沿って溶接すべく支
持できる上面と、整列されるシーム線に沿った縦軸心
と、縦軸心にほゞ直角な横軸心と、一対の横方向に間隔
を置いた側縁とを有する溶接テーブルを設け、 溶接ビームが共通のシーム線に沿って方向付けられて且
つシーム線を追跡するよう横軸心に平行な方向に溶接ビ
ームを個々に調節出来るように少なくとも１つの溶接機
構を溶接テーブルの上面に配置して該溶接機構を整列
し、 溶接テーブルの一方の側縁から横軸心に大体沿って第１
の金属板を配置すると共に、第２の金属板を他方の側縁
から横軸心に大体沿って配置するよう様に溶接テーブル
の上面に突合せ溶接すべき複数個の金属板を装荷し、 共通のシーム線に沿って突合せ状態に溶接テーブルの上
面上の金属板の基部縁を整列し、 整列された金属板を共通のシーム線に沿って一緒に溶接
し、 縦軸心および共通のシーム線に大体平行な方向に溶接さ
れた金属板を移動することによって該金属板を荷卸しす
る、 工程から成ることを特徴とするレーザー溶接方法。 - 【請求項２６】 複数個の実質的に同一のレーザー溶接
機構は、各溶接が共通のシーム線に沿って金属板の一部
だけを溶接するよう縦軸心に沿って互いに各溶接ビーム
が有効的に隔てられるように溶接テーブルの上面に配置
されている請求項２５記載の溶接方法。 - 【請求項２７】 荷卸し工程は溶接テーブルから溶接さ
れた金属板を持ち上げてこれら金属板を縦軸心に平行な
方向に動かして溶接すべき他の金属板が溶接テーブルの
上面に装荷されるよう成っている請求項２５記載の溶接
方法。 - 【請求項２８】 次の工程のためにコンベヤ装置に荷卸
しされた溶接金属板を置く工程を具備する請求項２７記
載の溶接方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/726,873 US5229571A (en) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | High production laser welding assembly and method |
| US07/726873 | 1991-07-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185256A true JPH05185256A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=24920369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4181128A Pending JPH05185256A (ja) | 1991-07-08 | 1992-07-08 | レーザー溶接装置および方法 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229571A (ja) |
| EP (1) | EP0522811B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05185256A (ja) |
| KR (1) | KR0140070B1 (ja) |
| CN (1) | CN1034316C (ja) |
| AT (1) | ATE141845T1 (ja) |
| AU (1) | AU656590B2 (ja) |
| BR (1) | BR9202461A (ja) |
| CA (1) | CA2072197C (ja) |
| DE (1) | DE69213129T2 (ja) |
| ES (1) | ES2090521T3 (ja) |
| FI (1) | FI103874B (ja) |
| MX (1) | MX9203958A (ja) |
| ZA (1) | ZA924600B (ja) |
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