JPH0530555B2 - - Google Patents

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JPH0530555B2
JPH0530555B2 JP63197697A JP19769788A JPH0530555B2 JP H0530555 B2 JPH0530555 B2 JP H0530555B2 JP 63197697 A JP63197697 A JP 63197697A JP 19769788 A JP19769788 A JP 19769788A JP H0530555 B2 JPH0530555 B2 JP H0530555B2
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welding
laser
cpu
butt
butt welding
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Japanese (ja)
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Yasunobu Myazaki
Tooru Saito
Taizo Nakamura
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication of JPH0530555B2 publication Critical patent/JPH0530555B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属板、金属線あるいはこれらを成形
加工した部材の突き合わせ溶接に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to butt welding of metal plates, metal wires, or members formed from these.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

金属板、金属線あるいはこれらを成形加工した
部材を突き合わせ溶接するに当たつては、特に金
属板や線材が比較的薄くあるいは細い場合には、
アプセツトバツト溶接、フラツシユバツト溶接等
の突合せ抵抗溶接法、あるいは、レーザー、電子
ビームなどの高エネルギービーム溶接法が多く用
いられている。
When butt welding metal plates, metal wires, or parts formed from these, especially when the metal plates or wires are relatively thin or thin,
Butt resistance welding methods such as upset butt welding and flash butt welding, or high energy beam welding methods such as laser and electron beam welding are often used.

アプセツトバツト溶接方法は、互いに溶接すべ
き二つの部材を固定台と移動台にそれぞれクラン
プして、移動台を固定台に向けて前進運動させ、
被溶接物の突合せ端面を突き合わせたのち所定の
加圧力を作用せしめつつ、部材間に電流を通電し
て被溶接物の固有抵抗及び突合せ面における接触
抵抗等による抵抗発熱により被溶接部材を加熱
し、かつ部材に塑性変形を生ぜしめて接合する。
In the upset butt welding method, two members to be welded together are clamped to a fixed table and a movable table, respectively, and the movable table is moved forward toward the fixed table.
After abutting the butt end surfaces of the objects to be welded, while applying a predetermined pressure, a current is passed between the members to heat the members to be welded by resistance heat generation due to the inherent resistance of the objects to be welded and the contact resistance at the abutting surfaces. , and join the members by causing plastic deformation.

また、フラツシユバツト溶接方法は、上記アプ
セツトバツト溶接と同様な部材配置と工程で行う
が、溶接工程中に部材間にフラツシユを発生させ
て、より効率良く発熱させるものである。
Further, the flash butt welding method is performed using the same member arrangement and steps as the above-mentioned upset butt welding, but flash is generated between the members during the welding process to generate heat more efficiently.

これらの抵抗溶接では、溶接材料が不用である
こと、短時間で溶接できるため高能率であるこ
と、接合すべき部材の端部加工にさほど高い精度
を要求しないことなど、経済上のメリツトが大き
い。
These resistance welding methods have great economic advantages, such as not requiring any welding materials, high efficiency because welding can be performed in a short time, and not requiring very high precision in processing the edges of the parts to be joined. .

また、全断面を同時に接合するという特徴があ
り、溶接線を端部から順次溶接する、アーク溶接
やビーム溶接による溶接に比較して、溶接部の温
度勾配に起因する歪の問題が小さいという特徴が
ある。
Another feature is that the entire cross section is joined at the same time, and compared to welding by arc welding or beam welding, in which the weld line is welded sequentially from the end, the problem of distortion caused by temperature gradients in the weld is smaller. There is.

フラツシユバツト溶接とアプセツトバツト溶接
の比較では、フラツシユバツト溶接では溶接前の
端部加工がよりラフでも実行可能であるという特
徴があり、一方、アプセツトバツト溶接では溶接
工程中にフラツシユの発生を伴わないため作業環
境を汚さず精密な制御装置を必要とするラインの
自動化に適しているなど、それぞれ特徴がみられ
る。
Comparing flat butt welding and upset butt welding, we find that flat butt welding has the advantage that the edge processing before welding can be carried out even if it is rougher, while upset butt welding does not involve the occurrence of flashing during the welding process, making it easier to work in the working environment. Each has its own characteristics, such as being suitable for automating lines that require clean, precise control equipment.

バツト溶接方法に付いては例えば特開昭61−
38787号公報、特開昭61−38788号公報等に記載さ
れている。
Regarding the butt welding method, for example, JP-A-61-
It is described in Publication No. 38787, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 61-38788, etc.

高エネルギービーム溶接方法は、溶接部にレー
ザビーム或は高エネルギーの電子ビームを照射す
る事により溶融し溶接する方法であつて、エネル
ギー密度の高い集中熱源であることから加熱溶融
範囲が狭く、溶接対象物の材質的ないしは幾何学
的形状の変化が起きる範囲が狭くなり、また高能
率であることから経済上のメリツトが大きく広く
利用されている。
High-energy beam welding is a method of melting and welding by irradiating the weld with a laser beam or high-energy electron beam, and because it uses a concentrated heat source with high energy density, the heating and melting range is narrow, making it difficult to weld. The range in which the material or geometrical shape of the object changes is narrowed, and it is highly efficient, so it has great economic advantages and is widely used.

例えば、溶接管の造管においては、金属板をパ
イプ状に屈曲させて端部をクサビ形に対向させて
クサビの頂点部に高周波電流を通電して加熱しか
つ、そこにレーザビームを照射する(特公昭61−
29830号公報)。また、板の突合せ溶接において
は、開先間隙を予備溶接し、この溶接部にレーザ
ビームを照射して本溶接をする(特開昭57−
160582号公報)。また予熱および本溶接共にレー
ザ照射で行なう提案もある(特開昭60−121093号
公報)。
For example, in the production of welded pipes, a metal plate is bent into a pipe shape, the ends are wedge-shaped, and the apex of the wedge is heated by passing a high-frequency current through it, and then a laser beam is irradiated thereon. (Tokuko Showa 61-
Publication No. 29830). In addition, in butt welding of plates, the groove gap is pre-welded, and this welded part is irradiated with a laser beam to perform the main welding (Japanese Patent Laid-Open No. 57-1999-1).
Publication No. 160582). There is also a proposal to perform both preheating and main welding by laser irradiation (Japanese Unexamined Patent Publication No. 121093/1983).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

バツト溶接方法は、上記利点が享受できる反面
以下のような欠点を持つている。
Although the butt welding method enjoys the above advantages, it also has the following drawbacks.

発熱のための電気的に大きなパワー、およ
び、加圧のための機械的な大きなパワーが必要
である。
Large electrical power for heat generation and large mechanical power for pressurization are required.

接合界面に大きな余盛りができるため溶接後
の削除が必要であり、工程が増えるばかりか材
料のロスが多く歩留りが悪い。
Since a large excess buildup is created at the joint interface, it is necessary to remove it after welding, which not only increases the number of steps but also causes a lot of material loss, resulting in poor yields.

接合界面、特に溶接端部、に於て酸化物や冷
接などの欠陥が残り易く、またこれらの欠陥に
対する適切な非破壊検査方法が無いため、抜取
りによる破壊検査を用いて品質の安定確保を図
らなければならない故に、高い信頼性を要求さ
れる部材について品質保証の点でもコストアツ
プの大きな要因となつている。
Defects such as oxides and cold welding tend to remain at the joint interface, especially at the welded edges, and there is no appropriate non-destructive testing method for these defects, so destructive testing by sampling is used to ensure stable quality. Therefore, it is a major factor in increasing costs in terms of quality assurance for components that require high reliability.

一方、高エネルギービーム溶接方法には以下の
ような欠点がある。
On the other hand, high-energy beam welding methods have the following drawbacks.

集中熱源であるために突合せ精度が要求さ
れ、前工程に手間が掛かる。これの対策とし
て、特開昭57−160582号公報では、予備溶接し
た後エネルギービームを照射して溶接する方法
が開示されている。
Since it is a concentrated heat source, butting accuracy is required, and the pre-processing process is time-consuming. As a countermeasure to this problem, Japanese Patent Application Laid-open No. 160582/1983 discloses a method of welding by irradiating energy beams after preliminary welding.

溶接対象物が急速加熱および急速冷却される
ため、過度の硬化などを生じ、望ましくない材
質的変化を来す。
Because the object to be welded is rapidly heated and cooled, excessive hardening occurs, resulting in undesirable material changes.

溶接終点での溶接対象物端部の引けや、溶接
部断面におけるアンダーカツトやへこみ等、溶
融金属不足による、溶接終了後では手直しの出
来ない、また加工されたものの機械的強度に悪
影響を及ぼす、ビード形状の不良を起し易い。
Shrinkage of the end of the welded object at the welding end point, undercuts and dents in the cross section of the welded part, etc. due to insufficient molten metal, which cannot be repaired after welding is completed, and which have a negative impact on the mechanical strength of the processed item. Bead shape defects are likely to occur.

尚、あらかじめレーザ照射により電気的に接触
させ、その後通電し抵抗発熱させる電気溶接方法
が特開昭57−202985号公報で開示されているが、
これは、著しく相異なる熱容量をもつた2つの被
溶接物を効率よく接合するためのものである。
Incidentally, an electric welding method in which electrical contact is made in advance by laser irradiation and then electricity is applied to generate resistance heat is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-202985.
This is to efficiently join two objects to be welded that have significantly different heat capacities.

本発明は前記二溶接方法の欠点を互いに相殺、
或は一方の欠点を他方の長所で補うことにより、
ただ単に二つの溶接方法を組み合せただけに留ま
らず、全く新しい溶接方法を実現する装置を提供
することを目的とするものである。
The present invention compensates for the drawbacks of the two welding methods,
Or by compensating for the weaknesses of one with the strengths of the other,
The purpose of this invention is to provide a device that does not simply combine two welding methods, but also realizes a completely new welding method.

〔課題を解決しようとする手段〕[Means to try to solve the problem]

前述の従来の問題を改善するため、本発明者
は、金属材料を突き合わせバツト溶接方法により
高エネルギービーム溶接のための間隙のない溶接
線を形成したのち、該バツト溶接実行時の抵抗発
熱による入熱量及び加圧力に基づいて決定される
出力の高エネルギービームを該溶接線に沿つて照
射して溶接する方法であつて、かつ必要に応じて
照射前、照射後のうちの1工程或は2工程以上に
於て、該金属材料に通電し加熱する。バツト溶接
を併用した高エネルギービーム溶接方法を提供し
た(特願昭62−221562号)。本発明はこのような
溶接方法を高い信頼度で実施する装置を提供する
ものである。
In order to improve the above-mentioned conventional problems, the inventor of the present invention formed a gap-free weld line for high-energy beam welding by butt welding metal materials, and then reduced the input due to resistance heat generation during the butt welding. A method of welding by irradiating a high-energy beam with an output determined based on the amount of heat and pressurizing force along the welding line, and as necessary, one or two steps of pre-irradiation, post-irradiation, etc. In the above steps, the metal material is heated by being energized. A high-energy beam welding method using butt welding was provided (Patent Application No. 1983-221562). The present invention provides an apparatus for implementing such a welding method with high reliability.

まず該溶接方法を説明すると、具体例として、
ここで、本発明の一実施例を示す第1図を参照し
て説明すると、リング状に成形され突合せ端部が
開いておりその溶接が必要な車輪用材100を突
合せ溶接して完全リング状の車輪材にする際の基
本的構成を示す。8は車輪用材100の開いた端
部を突き合わせて加圧する際の油圧シリンダ、6
および7は、車輪用材100の対向端部をクラン
プするための油圧シリンダである。また23は、
炭酸ガスレーザ光束を照射するためのレーザトー
チであつて、アルゴンガスあるいはヘリウムガス
等の、加工する際のガスを噴射できる。
First, to explain the welding method, as a specific example,
Here, an explanation will be given with reference to FIG. 1 showing an embodiment of the present invention. A wheel material 100 that is formed into a ring shape and has an open butt end and requires welding is butt welded to form a complete ring shape. The basic structure for making wheel material is shown. 8 is a hydraulic cylinder for pressurizing the open ends of the wheel material 100; 6;
and 7 are hydraulic cylinders for clamping opposite ends of the wheel material 100. Also, 23 is
It is a laser torch for irradiating a carbon dioxide laser beam, and can inject a gas such as argon gas or helium gas during processing.

バツト溶接による前記溶接対象物への通電は、
突合せ部の抵抗発熱により溶接対象物を加熱昇温
し、軟化させうる。加圧は前記昇温された溶接部
を互いに押し付けることにより接合界面に塑性変
形を与え、馴染みを良くしうるとともに小さな余
盛りを形成しうる。これにより高エネルギービー
ム照射に必要な、間隙のない突合せ端部が得ら
れ、また小さな余盛りが高エネルギービームを照
射する際に溶接材料の代替物として働く。このと
き、高エネルギービームを照射して溶融すべき板
厚は、前記溶接対象物の本来の厚みに予備的バツ
ト溶接により生じた余盛りの高さを含めたものと
なる。余盛り形成は、バツト溶接時の溶接電流値
と加圧力の強さにより決まり、従つて高エネルギ
ービームの出力は、前記予備的バツト溶接時の抵
抗発熱による入熱量及び加圧力に基づいて決定さ
れなければならない。そして前記高エネルギービ
ームの照射は、前記予備的なバツト溶接により得
られた不完全な接合界面を溶融し溶接しうる。
The energization to the welding object by butt welding is as follows:
The object to be welded can be heated and softened by the resistance heat generated at the abutting portion. By pressing the heated welded parts together, pressurization imparts plastic deformation to the joint interface, which can improve fitting and form a small excess buildup. This provides the gap-free abutting edges required for high-energy beam irradiation, and the small excess serves as a replacement for welding material during high-energy beam irradiation. At this time, the thickness of the plate to be melted by irradiating the high-energy beam is the original thickness of the object to be welded plus the height of the excess buildup created by preliminary butt welding. The overfill formation is determined by the welding current value and the strength of the pressing force during butt welding, and therefore the output of the high-energy beam is determined based on the amount of heat input due to resistance heat generation and the pressing force during the preliminary butt welding. There must be. The high-energy beam irradiation can melt and weld the incomplete joint interface obtained by the preliminary butt welding.

前記バツト溶接後高エネルギービーム照射前、
照射中、照融後、のうち1工程或は2工程以上に
於ての通電は、接合界面及び該金属材料中におけ
る抵抗発熱によつて、前記高エネルギービームに
よる溶接対象物の急速加熱、急速冷却を緩和し、
溶接部の過度の硬化を防止しうる。
After the butt welding and before high energy beam irradiation,
During irradiation and after irradiation, energization in one or more of the steps causes rapid heating of the welding object by the high-energy beam and rapid ease cooling,
Excessive hardening of the welded part can be prevented.

また、高エネルギービームとしてレーザ光束を
用いる場合には、該金属材料の溶融を容易ならし
めるアルゴンガス或は他の加工ガスを吹き付ける
ことが出来る。アルゴンガスを用いた場合は、レ
ーザ光束照射による溶融幅は広くなり、ヘリウム
ガスを用いた場合は、アルゴンガスの場合に比較
して溶融幅は狭くなる。加工ガスとしてどちらを
用いるべきか、或はこれらの混合ガス、或は他の
どのガスを用いるかは、該溶接対象物の冶金的性
質と、余盛り形状、板厚を勘案して決定する必要
がある。
Furthermore, when a laser beam is used as the high-energy beam, argon gas or other processing gas that facilitates melting of the metal material can be sprayed. When argon gas is used, the melting width due to laser beam irradiation becomes wider, and when helium gas is used, the melting width becomes narrower than in the case of argon gas. Which gas to use as the processing gas, a mixture of these gases, or other gases must be determined by taking into account the metallurgical properties of the welding object, the shape of the excess material, and the plate thickness. There is.

このようなバツト溶接と高エネルギービーム溶
接の併用において、バツト溶接により溶接線が形
成されるが、細かくはこの溶接線が溶接線の長さ
方向でそれと直交する方向に曲がり、高エネルギ
ービーム例えばレーザビームの照射径が極く小さ
いので、レーザビームの照射点が溶接線の中央に
対してずれる箇所を生ずる。
In such a combination of butt welding and high-energy beam welding, a weld line is formed by butt welding, but in detail, this weld line bends in the direction perpendicular to the weld line in the length direction, and the high-energy beam, for example, laser Since the irradiation diameter of the beam is extremely small, there are places where the irradiation point of the laser beam is shifted from the center of the welding line.

前述のような溶接方法を実施するため、またバ
ツト溶接の後のレーザビームの照射をバツト溶接
線の中央に倣わせるために、本発明の突合せ溶接
装置は、y方向に延び、溶接対象材を支持するた
めの第1部材1011;y方向に延び、y方向に実
質上直交するz方向で第1部材に対向する第2部
材1012;第1部材1011と第2部材1012の少
くとも一方を他方に向けて駆動する第1駆動手段
6;y方向に延び、y方向およびz方向と実質上
直交するx方向で第1部材1011に対向する第3
部材1021;y方向に延び、z方向で第3部材1
21と対向する第4部材1022;第3部材1021
と第4部材1022の少くとも一方を他方に向けて
駆動する第2駆動手段7;第3部材1021、第4
部材1022および第2駆動手段7をx方向に移動
自在に支持するx移動支持手段4;x移動支持手
段4をx方向に駆動する第3駆動手段8;第1部
材1011と第2部材1012の少くとも一方1011
と、第3部材1021と第4部材1022の少くとも
一方1021の間の溶接対象材100に通電する電
源装置40,41;第1部材1011と第3部材1
21の間の空間を指向したレーザトーチ23を有
するレーザビーム照射手段221〜228,42,
43;レーザトーチ23をy方向に走査駆動する
y走査駆動手段My;レーザトーチ23をx方向
に駆動するx駆動手段Mx;第1部材1011と第
3部材1021の間の突合せ溶接線のx方向位置を
検出する位置検出手段24,49;および、第1
駆動手段6および第2駆動手段7を付勢し、第3
駆動手段8を付勢し、そして前記電源装置40,
41を付勢した後、y走査駆動手段Myを付勢し
て位置検出手段24,49が検出した位置に対応
してx駆動手段Mxを付勢してレーザトーチ23
を突合せ溶接線に倣わせかつレーザビーム照射手
段221〜228,42,43を付勢する溶接制御
手段44,39;を備える。
In order to carry out the welding method as described above, and in order to direct the laser beam irradiation after butt welding to the center of the butt weld line, the butt welding device of the present invention extends in the y direction and attaches to the material to be welded. a first member 10 11 for supporting; a second member 10 12 extending in the y direction and facing the first member in the z direction substantially orthogonal to the y direction; a first member 10 11 and a second member 10 12 ; a first drive means 6 for driving at least one toward the other; a third drive means 6 extending in the y direction and facing the first member 10 11 in the x direction substantially perpendicular to the y and z directions;
Member 10 21 ; Extends in the y direction, and extends in the z direction with the third member 1
4th member 10 22 facing 0 21 ; third member 10 21
and the fourth member 10 22 , the second driving means 7 for driving at least one of them toward the other; the third member 10 21 , the fourth member 10 22 ;
x moving support means 4 that supports the members 10 22 and the second driving means 7 movably in the x direction; third driving means 8 that drives the x moving supporting means 4 in the x direction; the first members 10 11 and the second member At least one of 10 12 10 11
and a power supply device 40 , 41 that energizes the welding target material 100 between at least one of the third member 10 21 and the fourth member 10 22 ; the first member 10 11 and the third member 1;
Laser beam irradiation means 22 1 to 22 8 , 42 , each having a laser torch 23 directed toward a space between 0 21 and 22 8 , 42 ,
43; y-scan driving means My for driving the laser torch 23 in the y direction; x driving means Mx for driving the laser torch 23 in the x direction; x direction of the butt weld line between the first member 10 11 and the third member 10 21 position detection means 24, 49 for detecting the position; and a first
The driving means 6 and the second driving means 7 are energized, and the third
energizing the drive means 8 and said power supply device 40;
41, the y-scanning drive means My is energized, and the x-drive means Mx is energized in accordance with the position detected by the position detection means 24, 49, so that the laser torch 23 is energized.
Welding control means 44, 39 are provided for causing the welding to follow the butt welding line and for energizing the laser beam irradiation means 22 1 to 22 8 , 42, 43.

〔作用〕[Effect]

この突合せ溶接装置によれば、前述のバツト溶
接に続いて、照射点をバツト溶接線の中央に倣わ
せたレーザビーム溶接が自動的に実現する。した
がつて、前述のバツト溶接を併用した高エネルギ
ービーム溶接が自動的に実現しかつ、レーザビー
ム溶接の品質が向上する。また、レーザビーム溶
接の前、間、および後の、前記バツト溶接用の電
源装置を用いた加熱も可能である。
According to this butt welding device, following the above-mentioned butt welding, laser beam welding in which the irradiation point follows the center of the butt weld line is automatically realized. Therefore, high-energy beam welding using the above-mentioned butt welding in combination is automatically realized, and the quality of laser beam welding is improved. It is also possible to perform heating using the power supply for butt welding before, during, and after laser beam welding.

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照し
た以下の実施例の説明より明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明の一実施例の、機構部の外観を
示す。なお、理解を容易にするために、第1図
は、レーザトーチ23を溶接線沿つて駆動するた
めのy駆動機構を分解して、レーザトーチ支持台
13を、機枠9から外して上方に持ち上げた状態
を示す。
FIG. 1 shows the external appearance of a mechanical part of an embodiment of the present invention. For ease of understanding, FIG. 1 shows the y-drive mechanism for driving the laser torch 23 along the welding line disassembled, and the laser torch support 13 removed from the machine frame 9 and lifted upward. Indicates the condition.

突合せ溶接装置の基台1には、固定支持台2と
支え台5が直立して固着されている。台2と5の
間には、上下に、ガイド梁31,32が渡つてお
り、これらは台2および5に固着されている。ガ
イド梁31,32にはx方向に移動自在に電極支持
ブロツク4が装着されている。
A fixed support 2 and a support 5 are fixed upright to a base 1 of a butt welding device. Guide beams 3 1 and 3 2 extend vertically between the tables 2 and 5 and are fixed to the tables 2 and 5. An electrode support block 4 is attached to the guide beams 3 1 and 3 2 so as to be movable in the x direction.

固定支持台2には、y方向に延びる第1電極材
1011の一端が固着されている。固定支持台2に
は、上下方向zに移動しうるように電極支持ブロ
ツク(図示せず)が装着されており、この電極支
持ブロツクにy方向に延びる第2電極材1012
固着されており、該電極支持ブロツクと固定支持
台2の間に、油圧シリンダ6が介挿されている。
油圧シリンダ6の、ピストンロツドで区分された
上室と下室をそれぞれ高圧ラインおよび低圧ライ
ンに接続することにより、ピストンが下降移動し
てピストンロツドがシリンダから延び出し、第2
電極材1012が上移動して第1電極材1011に当
たる。このとき、突合せ溶接対象である車輪用材
100がそれらの電極間にあると、該100が電
極材1011および1012で狭圧される。
One end of a first electrode material 10 11 extending in the y direction is fixed to the fixed support base 2 . An electrode support block (not shown) is attached to the fixed support base 2 so as to be movable in the vertical direction z, and a second electrode material 10 12 extending in the y direction is fixed to this electrode support block. A hydraulic cylinder 6 is inserted between the electrode support block and the fixed support base 2.
By connecting the upper and lower chambers of the hydraulic cylinder 6, which are separated by the piston rod, to the high pressure line and the low pressure line, respectively, the piston moves downward, the piston rod extends from the cylinder, and the second
The electrode material 10 12 moves upward and hits the first electrode material 10 11 . At this time, if the wheel material 100 to be butt welded is between these electrodes, the material 100 is compressed by the electrode materials 10 11 and 10 12 .

電極支持ブロツク4にはy方向に延びる第3電
極材1021が、絶縁材を介して固着されている。
電極支持ブロツク4には、上下方向zに移動しう
るように電極支持ブロツク52が装着されてお
り、この電極支持ブロツク52にy方向に延びる
第4電極材1022が絶縁材を介して固着されてお
り、該電極支持ブロツク52と電極支持ブロツク
4の間に、油圧シリンダ7が介挿され、そのシリ
ンダがブロツク52に、ピストンロツドがブロツ
ク4に固着されている。油圧シリンダ7の、ピス
トンロツドで区分された上室と下室をそれぞれ高
圧ラインおよび低圧ラインに接続することによ
り、ピストンが下降移動してピストンロツドがシ
リンダから延び出し、第4電極材1022が上移動
して第3電極材1021に当たる。このとき、突合
せ溶接対象である車輪用材100がそれらの電極
間にあると、該100が電極材1021および10
22で挟圧される。
A third electrode material 1021 extending in the y direction is fixed to the electrode support block 4 via an insulating material.
An electrode support block 52 is attached to the electrode support block 4 so as to be movable in the vertical direction z, and a fourth electrode material 1022 extending in the y direction is fixed to the electrode support block 52 via an insulating material. A hydraulic cylinder 7 is inserted between the electrode support block 52 and the electrode support block 4, and the cylinder is fixed to the block 52 and the piston rod is fixed to the block 4. By connecting the upper and lower chambers of the hydraulic cylinder 7, which are separated by the piston rod, to a high pressure line and a low pressure line, respectively, the piston moves downward, the piston rod extends from the cylinder, and the fourth electrode material 1022 moves upward. This corresponds to the third electrode material 1021 . At this time, if the wheel material 100 to be butt welded is between those electrodes, the wheel material 100 is the electrode material 10 21 and 10
22 .

電極支持ブロツク4と支え台5の間には、油圧
シリンダ8が介挿され、そのシリンダがブロツク
4に固着され、ピストンロツドが支え台5に固着
されている。油圧シリンダ8の、ピストンロツド
で区分された左室と右室をそれぞれ高圧ラインお
よび低圧ラインに接続することにより、ピストン
が右移動してピストンロツドがシリンダから延び
出し、電極支持ブロツク4が左方に移動して、第
3電極材1021および第4電極材1022が左移動
して、上述のように車輪用材100の一端部が第
1および第2電極材1011,1012で挟圧されか
つ他端部が第3および第4電極材1021,1022
で挟圧されていると、該一端部と他端部が突合せ
衝突し、端面間(突合せ面)に加圧力が加わる。
このように加圧力を加えた状態で、第1、第3電
極材1011,1021にバツト溶接電圧を印加する
ことにより、突合せ端面間が抵抗溶接により圧着
する。このとき端面の軟化により、突合せ面を中
央にして両端部がそれぞれ山状に隆起する。すな
わち溶接線の横断面がM形になる。
A hydraulic cylinder 8 is inserted between the electrode support block 4 and the support base 5, and the cylinder is fixed to the block 4, and the piston rod is fixed to the support base 5. By connecting the left and right chambers of the hydraulic cylinder 8, which are separated by the piston rod, to the high pressure line and the low pressure line, respectively, the piston moves to the right, the piston rod extends from the cylinder, and the electrode support block 4 moves to the left. Then, the third electrode material 10 21 and the fourth electrode material 10 22 are moved to the left, and one end of the wheel material 100 is pinched between the first and second electrode materials 10 11 and 10 12 as described above. The other end is the third and fourth electrode material 10 21 , 10 22
When the two ends are pressed together, the one end and the other end abut and collide, and a pressurizing force is applied between the end faces (butt faces).
By applying a butt welding voltage to the first and third electrode materials 10 11 and 10 21 while applying pressure in this manner, the abutting end surfaces are crimped by resistance welding. At this time, due to the softening of the end faces, both end portions are respectively raised in the shape of a mountain with the abutting surface in the center. That is, the cross section of the weld line becomes M-shaped.

固定支持台2にはコの字形の機枠9が固着され
ており、y方向に延びている。この機枠9に、y
方向に延びるねじ棒121が回転自在に支持され
ており、かつ、それと平行にガイドバー121
固着されている。また固定支持台2と機枠9の間
にもう1つのガイドバー121がねじ棒121と平
行にして固着されている。ねじ棒121の一端は
機枠9を貫通して、減速機53の出力軸に連結さ
れている。減速機53の入力軸には、電気モータ
Myの回転軸が連結されかつロータリエンコーダ
RE1が連結されている。このロータリエンコー
ダRE1は、減速機53の入力軸の所定角度の回
転につき1パルスの電気パルスを発生する。
A U-shaped machine frame 9 is fixed to the fixed support base 2 and extends in the y direction. In this machine frame 9, y
A threaded rod 12 1 extending in the direction is rotatably supported, and a guide bar 12 1 is fixed in parallel thereto. Another guide bar 12 1 is fixed between the fixed support base 2 and the machine frame 9 in parallel with the threaded rod 12 1 . One end of the threaded rod 12 1 passes through the machine frame 9 and is connected to the output shaft of the reducer 53 . An electric motor is connected to the input shaft of the reducer 53.
My rotation axis is connected and rotary encoder
RE1 is connected. This rotary encoder RE1 generates one electric pulse per rotation of the input shaft of the reducer 53 by a predetermined angle.

第1図には分離して示すが、実際には、ねじ棒
11は、レーザトーチ支持台13に固着されてい
るナツト(雌ねじ)14のねじ穴を貫通しかつそ
れに螺合している。レーザトーチ支持台13に
は、断面が凹形状のガイド座具151および152
が固着されており、これらがガイドバー121
よび122に係合しており、該ガイドバーで支え
られている。したがつて、モータMyが正転する
とねじ棒11が正回転してレーザトーチ支持台1
3が往移動(第1図の紙面表から裏に向かう方
向)し、モータMyが逆回転するとねじ棒11が
逆回転してレーザトーチ支持台13が復移動(第
1図の紙面裏から表に向かう方向)する。レーザ
トーチ台13には、1つのリミツトスイツチS1
が装備されており、上述の復移動がリミツト位置
間近になると、このリミツトスイツチS1の作用
子が機枠9に当り、リミツトスイツチS1が閉か
ら開になり、モータMyの逆転(復移動)付勢が
停止する。
Although shown separately in FIG. 1, the threaded rod 11 actually passes through a threaded hole in a nut (female thread) 14 fixed to the laser torch support 13 and is threaded therein. The laser torch support base 13 has guide seats 15 1 and 15 2 each having a concave cross section.
are fixed to the guide bars 12 1 and 12 2 and are supported by the guide bars. Therefore, when the motor My rotates in the normal direction, the threaded rod 11 rotates in the normal direction and the laser torch support base 1
3 moves forward (from the front to the back of the page in Figure 1), and when the motor My rotates in the opposite direction, the threaded rod 11 rotates in the opposite direction and the laser torch support 13 moves backward (from the back to the front in the page in Figure 1). direction). The laser torch stand 13 has one limit switch S1.
is equipped, and when the above-mentioned backward movement approaches the limit position, the actuator of this limit switch S1 hits the machine frame 9, the limit switch S1 changes from closed to open, and the reverse rotation (return movement) of motor My is energized. Stop.

レーザトーチ台13には、前述のねじ棒11、
ガイドバー121,122と同様なねじ棒17およ
びガイドバー181,182(182は図面には表
われない)が、x方向に沿つて設置されている。
The laser torch stand 13 includes the aforementioned threaded rod 11,
A threaded rod 17 and guide bars 18 1 , 18 2 (18 2 not shown in the drawing ) similar to guide bars 12 1 , 12 2 are installed along the x direction.

ねじ棒17は、もう1つのレーザトーチ台19
に固着されたナツト(図面の表われない)に螺合
している。レーザトーチ台19には、断面が凹形
状のガイド座具211および212(212これは
図面の表われない)が固着されており、これらが
ガイドバー181および182に係合しており、該
ガイドバーで支持されている。ねじ棒17の一端
には減速機54の出力軸が連結されており、減速
機54の入力軸にモータMxおよびロータリエン
コーダRE2が連結されており、したがつて、モ
ータMxが正転するとねじ棒17が正回転してレ
ーザトーチ支持台13に対して支持台19が往移
動(左方)し、モータMxが逆回転するとねじ棒
17が逆回転してレーザトーチ支持台13に対し
て支持台19が復移動(右方)する。レーザトー
チ台19にも、1つのリミツトスイツチS2が装
備されており、上述の復移動がリミツト位置間近
になると、このリミツトスイツチS2の作用子が
レーザトーチ台13のねじ棒支持台に当り、リミ
ツトスイツチS2が閉から開になり、モータMx
の逆転(復移動)付勢が停止する。
The threaded rod 17 is attached to another laser torch stand 19
It is screwed into a nut (not shown in the drawing) that is fixed to the. Guide seats 21 1 and 21 2 (not shown in the drawing) having concave cross sections are fixed to the laser torch stand 19, and these are engaged with the guide bars 18 1 and 18 2 . and is supported by the guide bar. An output shaft of a reducer 54 is connected to one end of the threaded rod 17, and a motor Mx and a rotary encoder RE2 are connected to the input shaft of the reducer 54. Therefore, when the motor Mx rotates forward, the threaded rod 17 rotates forward and the support base 19 moves forward (to the left) relative to the laser torch support base 13. When the motor Mx rotates in the reverse direction, the threaded rod 17 rotates in the opposite direction and the support base 19 moves relative to the laser torch support base 13. Move backwards (to the right). The laser torch stand 19 is also equipped with one limit switch S2, and when the above-mentioned return movement approaches the limit position, the actuator of this limit switch S2 hits the threaded rod support of the laser torch stand 13, causing the limit switch S2 to close. open, motor Mx
The reverse (backward movement) bias of stops.

レーザトーチ支持台19には、レーザトーチ2
3が結合されたミラーボツクス228が搭載され
ている。ミラーボツクス228に固着されたビー
ムダクト227には、ビームダクト226が進入し
ており、このビームダクト226は、ミラーボツ
クス224に固着されている。ミラーボツクス2
4は、支台225を介してレーザトーチ支持台1
3に固定されている。ミラーボツクス224には、
もう1つのビームダクト223が固着されている。
このビームダクト223に、レーザ出射装置221
のビームダクト222が進入している。ダクト2
7は226に対してx方向に進退しうる。ダクト
223は222に対してy方向に進退しうる。レー
ザ出射装置221は、上述の可動部とは分離して
おり、床上の支持台(図示せず)上に固定されて
いる。
The laser torch 2 is mounted on the laser torch support stand 19.
It is equipped with a mirror box 228 in which 3 are combined. A beam duct 22 6 enters the beam duct 22 7 fixed to the mirror box 22 8 , and this beam duct 22 6 is fixed to the mirror box 22 4 . mirror box 2
2 4 is the laser torch support 1 via the support 22 5
It is fixed at 3. Mirror box 22 4 has
Another beam duct 22 3 is fixed.
A laser emitting device 22 1 is connected to this beam duct 22 3 .
beam duct 22 2 is entering. Duct 2
2 7 can move forward and backward in the x direction with respect to 22 6 . The duct 22 3 can move forward and backward in the y direction with respect to the duct 22 2 . The laser emitting device 22 1 is separate from the above-mentioned movable part and is fixed on a support stand (not shown) on the floor.

一方、レーザ支持台13には、テレビカメラ2
4および照明灯25が装着されている。したがつ
てこの実施例では、機枠9に対して、レーザトー
チ支持台13はy方向のみに移動し、したがつて
テレビカメラ24および照明灯25もy方向のみ
に移動するのに対して、レーザトーチ支持台19
は機枠9に対してy方向およびx方向の両者に移
動し、したがつてレーザトーチ23はy方向およ
びx方向に移動する。テレビカメラ24および照
明灯25は、第1電極材1011および第2電極材
1012の右側面よりx方向にわずかに右方にずれ
た位置、すなわち予定されたフラツシユバツト溶
接で溶接線が形成される位置、の真上にあり、モ
ータMyの回転により、x方向の該位置で、y方
向に移動する。この移動と共にレーザトーチ23
が同様にy方向に移動するが、モータMxが回転
するとx方向にも移動する。このx方向の駆動
は、y方向の移動中にレーザ照射を溶接線の線幅
中央に常時合せるように、レーザトーチ23を溶
接線のx方向の位置ずれに対応して行なわれる。
On the other hand, a television camera 2 is mounted on the laser support stand 13.
4 and an illumination light 25 are attached. Therefore, in this embodiment, the laser torch support 13 moves only in the y direction with respect to the machine frame 9, and therefore the television camera 24 and illumination light 25 also move only in the y direction, whereas the laser torch Support stand 19
moves in both the y-direction and the x-direction with respect to the machine frame 9, and therefore the laser torch 23 moves in the y-direction and the x-direction. The television camera 24 and illumination lamp 25 are located at positions slightly shifted to the right in the x direction from the right side surfaces of the first electrode material 10 11 and the second electrode material 10 12 , that is, the weld line is formed by the planned flash butt welding. It is located directly above the position , and moves in the y direction from that position in the x direction by the rotation of the motor My. Along with this movement, the laser torch 23
similarly moves in the y direction, but when motor Mx rotates, it also moves in the x direction. This driving in the x direction is performed in response to the positional shift of the welding line in the x direction so that the laser irradiation is always aligned with the center of the line width of the welding line during movement in the y direction.

第2図に、前述の各種機構要素を駆動する電気
要素およびこれらの電気要素の付勢を制御する制
御システムの構成を示す。
FIG. 2 shows the configuration of electrical elements that drive the various mechanical elements described above and a control system that controls the energization of these electrical elements.

油圧シリンダ6〜8のそれぞれと、高圧油圧ラ
インおよび低圧油圧ラインの間には、電磁切換弁
26〜28が介挿されており、これらの電磁切換
弁は、それに通電があると、油圧シリンダに、ピ
ストンロツドを押し出す向きの油圧を供給し、非
通電のときには、ピストンロツドを引込む向きの
油圧を供給する。これらの電磁切換弁26〜28
には、ソレノイドドライバ29〜31が、マイク
ロプロセツサ(以下CPUと称す)45の指示に
応じて通電する。
Electromagnetic switching valves 26 - 28 are inserted between each of the hydraulic cylinders 6 - 8 and the high pressure hydraulic line and the low pressure hydraulic line, and when these electromagnetic switching valves are energized, the hydraulic cylinders are switched. , supplies hydraulic pressure to push out the piston rod, and when not energized, supplies hydraulic pressure to retract the piston rod. These electromagnetic switching valves 26 to 28
, the solenoid drivers 29 to 31 are energized in response to instructions from a microprocessor (hereinafter referred to as CPU) 45.

照明灯25はランプドライバ32から定電流通
電を受ける。ランプドライバ32は、CPU45
が通電を指示したときに定電流を照明灯25に通
電する。この通電により、照明灯25は、テレビ
カメラ24の視野部を照明する。
The illumination lamp 25 receives constant current from the lamp driver 32 . The lamp driver 32 is connected to the CPU 45
A constant current is applied to the lighting lamp 25 when the controller instructs the lighting lamp 25 to be energized. By this energization, the illumination lamp 25 illuminates the field of view of the television camera 24.

モータMyはモータドライバ33により正、逆
転付勢される。モータドライバ33はCPU45
の正、逆転駆動指示に応答して正、逆転性の通電
をモータMyに行なう。なお、逆転付勢用の通電
ラインには、リミツトスイツチS1が介挿されて
いるので、逆転付勢中にリミツトスイツチS1が
閉から開になる(トーチ支持台13が復移動リミ
ツト位置になつた)ときには、電気モータMyの
通電は自動的に停止する。
The motor My is energized in forward and reverse directions by the motor driver 33. Motor driver 33 is CPU 45
In response to the forward and reverse drive instructions, the motor My is energized in the forward and reverse directions. Note that the limit switch S1 is inserted in the energizing line for reverse biasing, so when the limit switch S1 is changed from closed to open during reverse biasing (when the torch support base 13 reaches the backward movement limit position), , the energization of the electric motor My will automatically stop.

電気モータMyが回転しているときロータリエ
ンコーダRE1が電気パルスを発生し、増幅&波
形整形回路34がこれを増幅して矩形波に波形整
形すると共に、所定の分周比に分周して、分周し
たパルス(以下y駆動同期パルスと称する)を
CPU45の割込ポートと画像処理ユニツト49
(のCPUの割込ポート)に与える。
When the electric motor My is rotating, the rotary encoder RE1 generates an electric pulse, and the amplification and waveform shaping circuit 34 amplifies this and shapes the waveform into a rectangular wave, and divides the frequency at a predetermined frequency division ratio. The frequency-divided pulse (hereinafter referred to as y drive synchronization pulse) is
Interrupt port of CPU 45 and image processing unit 49
(to the CPU's interrupt port).

CPU45は、スイツチS1が閉の間は、y位
置レジスタの内容を0(クリア)に維持し、電気
モータMyを正転付勢している間は、y駆動同期
パルスが1個到来する毎にy位置レジスタの内容
を1インクレメント(カウントアツプ)する。モ
ータMyを逆転付勢している間は、y駆動同期パ
ルスが1個到来する毎にy位置レジスタの内容を
1デクレメント(カウントダウン)する。これに
より、y位置レジスタの内容は、レーザトーチ支
持台13のy位置、つまりはレーザトーチ23の
y位置、を示す。
While the switch S1 is closed, the CPU 45 maintains the contents of the y position register at 0 (clear), and while the electric motor My is energized for forward rotation, every time one y drive synchronization pulse arrives, the CPU 45 Increment (count up) the contents of the y position register by 1. While the motor My is reversely energized, the contents of the y position register are decremented (counted down) by 1 every time one y drive synchronization pulse arrives. As a result, the contents of the y-position register indicate the y-position of the laser torch support 13, that is, the y-position of the laser torch 23.

モータMxはモータドライバ36により正、逆
転付勢される。モータドライバ36は位置決めコ
ントローラ(CPUを主体とする)39の正、逆
転駆動指示に応答して正、逆極性の通電をモータ
Mxに行なう。なお、逆転付勢用の通電ラインに
は、リミツトスイツチS2が介挿されているの
で、逆転付勢中にリミツトスイツチS2が閉から
開になる(トーチ支持台19が復移動リミツト位
置になつた)ときには、電気モータMxの通電は
自動的に停止する。
Motor Mx is energized in forward and reverse directions by a motor driver 36. The motor driver 36 energizes the motor in the forward and reverse polarities in response to forward and reverse drive instructions from the positioning controller (mainly CPU) 39.
Go to Mx. Note that the limit switch S2 is inserted in the energizing line for reverse biasing, so when the limit switch S2 is changed from closed to open during reverse biasing (when the torch support base 19 reaches the backward movement limit position), , the electric motor Mx is automatically de-energized.

電気モータMxが回転しているときロータリエ
ンコーダRE2が電気パルスを発生し、増幅&波
形整形回路37がこれを増幅して矩形波に波形整
形すると共に、所定の分周比で分周して、分周し
たパルス(以下x駆動同期パルスと称する)を位
置決めコントローラ39(のCPUの割込ポート)
に与える。
When the electric motor Mx is rotating, the rotary encoder RE2 generates an electric pulse, and the amplification and waveform shaping circuit 37 amplifies this and shapes the waveform into a rectangular wave, and divides the frequency at a predetermined frequency division ratio. The frequency-divided pulse (hereinafter referred to as x drive synchronization pulse) is sent to the positioning controller 39 (CPU interrupt port)
give to

位置決めコントローラ39は、スイツチS2が
閉の間は、x位置レジスタの内容を0(クリア)
に維持し、電気モータMxを正転付勢している間
は、x駆動同期パルスが1個到来する毎にx位置
レジスタの内容を1インクレメント(カウントア
ツプ)する。モータMxを逆転付勢している間
は、x駆動同期パルスが1個到来する毎にx位置
レジスタの内容を1デクレメント(カウントダウ
ン)する。これにより、x位置レジスタの内容
は、レーザトーチ支持台19のx位置、つまりは
レーザトーチ23のx位置、を示す。
The positioning controller 39 sets the contents of the x position register to 0 (clears) while the switch S2 is closed.
While the electric motor Mx is maintained in the normal rotation direction and the electric motor Mx is energized for normal rotation, the contents of the x position register are incremented (counted up) by 1 every time one x drive synchronization pulse arrives. While motor Mx is energized in reverse, the contents of the x position register are decremented (counted down) by 1 every time one x drive synchronization pulse arrives. As a result, the contents of the x-position register indicate the x-position of the laser torch support 19, that is, the x-position of the laser torch 23.

第1電極材1011にはバツト溶接電源40のア
ース出力端が、第3電極材1021にはプラス出力
端が接続されている。バツト溶接電源40は、バ
ツト溶接電流を制御し得るものであると共に、溶
接以外の加熱通電電流も出力しかつ制御し得るも
のである。溶接電源40の、バツト溶接電流、加
熱通電電流および通電スタート/ストツプは、溶
接コントローラ41が指定し指示する。溶接コン
トローラ41には、CPU45が、バツト溶接電
流指定データ、通電時間データおよびスタート信
号を与え、かつ、加熱通電電流指定データ、通電
時間データおよびスタート信号を与える。溶接コ
ントローラ41は、バツト溶接電流指定データ、
通電時間データおよびスタート信号を受けると、
溶接電源40を該電流指定データが示す出力電流
に設定して該電源40を出力オン付勢し、それか
ら通電時間データが示す時間の後に出力オフにす
る。また加熱通電電流指定データ、通電時間デー
タおよびスタート信号を受けると、溶接電源40
を該電流指定データが示す出力電流に設定して該
電流40を出力オン付勢し、それから通電時間デ
ータが示す時間の後に出力オフにする。
The ground output end of the butt welding power source 40 is connected to the first electrode material 10 11 , and the positive output end is connected to the third electrode material 10 21 . The butt welding power source 40 is capable of controlling the butt welding current, and is also capable of outputting and controlling heating current for purposes other than welding. The butt welding current, heating energization current, and energization start/stop of the welding power source 40 are specified and instructed by the welding controller 41. The CPU 45 provides the welding controller 41 with butt welding current specification data, energization time data, and a start signal, and also provides heating energization current specification data, energization time data, and a start signal. The welding controller 41 includes butt welding current specification data,
Upon receiving the energization time data and start signal,
The welding power source 40 is set to the output current indicated by the current designation data, the power source 40 is energized to output, and then the output is turned off after the time indicated by the energization time data. In addition, upon receiving the heating current specification data, the current application time data, and the start signal, the welding power source 40
is set to the output current indicated by the current designation data to turn on the output of the current 40, and then turn off the output after the time indicated by the energization time data.

レーザ出射装置221のレーザ電源42は、レ
ーザ溶接エネルギを制御し得るものであり、これ
をレーザコントローラ43が設定し、かつレーザ
出射装置221のレーザのオン(出射:シヤツタ
開)/オフ(停止:シヤツタ閉)および電源42
のオン/オフをコントローラ43が制御する。レ
ーザ照射エネルギを指定するデータとスタート
(オン)/ストツプ(オフ)信号をCPU45がレ
ーザコントローラ43に与え、コントローラ43
がこれに対応して、レーザ電源42を指定された
レーザ照射エネルギに設定し、出射装置221
オン(シヤツタ開)を指示し、かつストツプ信号
に応答して出射装置221にオフ(シヤツタ閉)
を指示する。
The laser power source 42 of the laser emitting device 22 1 is capable of controlling the laser welding energy, which is set by the laser controller 43 and turns the laser on (emission: shutter open)/off ( Stop: shutter closed) and power supply 42
A controller 43 controls on/off of the. The CPU 45 provides data specifying laser irradiation energy and a start (on)/stop (off) signal to the laser controller 43.
In response to this, the laser power supply 42 is set to the specified laser irradiation energy, the output device 22 1 is instructed to turn on (shutter open), and in response to the stop signal, the output device 22 1 is turned off (shutter opened). closed)
instruct.

画像処理ユニツト49は、CPU45より画像
読取が指令されると所要の画像読取を行なつて溶
接線を検出し、溶接線各部の位置を示すデータを
CPU45に送信する。
When image reading is commanded by the CPU 45, the image processing unit 49 performs the required image reading, detects the welding line, and generates data indicating the position of each part of the welding line.
Send to CPU 45.

操作ボード&デイスプレイ51は、CPU45
に後述する各種データを入力し、かつCPU45
の報知を表示するものであり、操作ボードに各種
入力キーと共にスタート指示キーがある。スター
ト指示キーが操作されるとCPU45にスタート
信号が送信される。一方、第1図に示す突合せ溶
接装置は、車輪ホイール自動製造ラインにあり、
それへの車輪用材100の装着と、突合せ溶接後
の車輪用材100の取り外しは、別途自動機(ロ
ボツト)が行なう。このロボツトが、車輪用材1
00を突合せ溶接装置(第1図)に適正に装着し
た時に、スタート信号(ロボツトでは装着終了信
号)を発生する。このスタート信号が操作ボード
51が接続された信号ケーブルを通してCPU4
5に与えられる。すなわちCPU45には、操作
ボード51のスタート指示キーが操作されたと
き、又は、前述のロボツトがスタート信号を発し
たときに、スタート信号が与えられる。
Operation board & display 51 is CPU45
Input the various data described below into the CPU 45.
The operation board has various input keys and a start instruction key. When the start instruction key is operated, a start signal is transmitted to the CPU 45. On the other hand, the butt welding equipment shown in Fig. 1 is located in an automatic wheel manufacturing line.
A separate automatic machine (robot) performs mounting of the wheel material 100 thereon and removal of the wheel material 100 after butt welding. This robot is the wheel material 1
00 is properly installed in the butt welding device (Fig. 1), a start signal (in the case of a robot, an installation end signal) is generated. This start signal is sent to the CPU 4 through the signal cable connected to the operation board 51.
given to 5. That is, a start signal is given to the CPU 45 when the start instruction key on the operation board 51 is operated or when the aforementioned robot issues a start signal.

第3図に、CPU45の制御によりもたらされ
る、1サイクルの突合せ溶接動作中の、各電気要
素の動作タイミングを示し、第4a図および第4
b図に、CPU45の制御動作を示す。これらの
図面を参照して、CPU45の制御動作を以下に
説明する。
FIG. 3 shows the operation timing of each electrical element during one cycle of butt welding operation brought about by the control of the CPU 45, and FIG.
Figure b shows the control operation of the CPU 45. The control operation of the CPU 45 will be described below with reference to these drawings.

電源が投入される(第4a図のステツプ1:以
下、カツコ内ではステツプという語を省略する)
と、CPU45は、出力ポートを、待機時(非付
勢)の信号レベルに設定し、内部レジスタ、カウ
ンタ、タイマ等を待機時の内容に設定する2。そ
して、操作ボード51の入力読取3を行ない、入
力に対応した表示をする。
The power is turned on (Step 1 in Figure 4a; hereinafter, the word "step" will be omitted in the box).
Then, the CPU 45 sets the output port to the standby (non-energized) signal level, and sets the internal registers, counters, timers, etc. to the standby contents2. Then, input reading 3 on the operation board 51 is performed, and a display corresponding to the input is displayed.

ここで、後述の突合せ溶接制御に必要最小限の
データは、第3図に示すD01〜D8である。これら
の内容は後述する。操作ボード51からこれらの
データの入力があると、CPU45は、それを所
要のレジスタに書込む3。
Here, the minimum data necessary for butt welding control, which will be described later, is D 01 to D 8 shown in FIG. 3. The details of these will be described later. When these data are input from the operation board 51, the CPU 45 writes them into the required registers3.

なお、データ01は、車輪用材100の予定溶接
始端部のy方向位置(y駆動同期パルスの一周期
の間の、レーザトーチ支持台13の移動量dyを
1単位とする)を示すものであり、データD02
は、車輪用材100の予定溶接始端部のx方向位
置(x駆動同期パルスの一周期の間の、レーザト
ーチ支持台13の移動量dxを1単位とする)を
示すものであり、これらが入力されるとCPU4
5は、それらをレジスタに書込み、そしてレーザ
トーチ23の初期位置決めを実行する。
Note that data 01 indicates the position in the y direction of the scheduled welding start end of the wheel material 100 (the amount of movement dy of the laser torch support base 13 during one period of the y drive synchronization pulse is taken as 1 unit), Data D 02
indicates the x-direction position of the scheduled welding start end of the wheel material 100 (assuming the movement amount dx of the laser torch support 13 during one cycle of the x drive synchronization pulse is 1 unit), and these are input. and CPU4
5 writes them to the register and performs the initial positioning of the laser torch 23.

この初期位置決めにおいては、CPU45はま
ずモータMyを逆転駆動し、スイツチS1が閉か
ら開になると(これによりモータMyの逆転付勢
ラインがオフになるが)、モータMyの付勢を停
止しy位置レジスタをクリア(原点位置0を書込
み)する。このとき、テレビカメラ24の視野中
心が、適正に装着された車輪用材100の予定始
端部から、データD01が示す距離分離れた位置に
ある。次にCPU45は、モータMyを正転付勢す
る。この正転付勢によりy位置レジスタがカウン
トアツプされる。そしてy位置レジスタの内容が
D01が示す位置と等しくなると、モータMyの付
勢を停止する。これにより、テレビカメラ24の
視野中心が、適正に装着された車輪用材100の
予定始端部(のy位置)の真上に位置する。
In this initial positioning, the CPU 45 first drives the motor My in the reverse direction, and when the switch S1 changes from closed to open (this turns off the reverse bias line of the motor My), the CPU 45 stops energizing the motor My. Clear the position register (write origin position 0). At this time, the center of the field of view of the television camera 24 is located at a distance indicated by the data D 01 from the expected starting end of the properly mounted wheel material 100 . Next, the CPU 45 urges the motor My to rotate in the normal direction. This normal rotation bias causes the y position register to count up. And the contents of the y position register are
When the position becomes equal to the position indicated by D 01 , the energization of the motor My is stopped. As a result, the center of the field of view of the television camera 24 is located directly above (the y position of) the scheduled starting end of the properly mounted wheel material 100.

次にCPU45は、位置決めコントローラ39
に復駆動を指示する。これに応答して位置決めコ
ントローラ39が、モータMxを逆転駆動し、ス
イツチS2が閉から開に変わると(これによりモ
ータMxの逆転付勢ラインがオフになるが)、モ
ータMxの付勢を停止し、x位置レジスタに0を
書込む(クリア)、その後CPU45がコントロー
ラ39にD02を出力する。これに応答してコント
ローラ39がモータMxを正転付勢する。この正
転付勢によりx位置レジスタがカウントアツプさ
れる。そしてx位置レジスタの内容が、D02が示
す位置と等しくなると、モータMxの付勢を停止
する。これにより、レーザトーチ23の照射位置
が、適正に装着された車輪用材100の溶接予定
始端部のx位置上に位置する。
Next, the CPU 45 controls the positioning controller 39
instructs the driver to drive backwards. In response, the positioning controller 39 drives the motor Mx in the reverse direction, and when the switch S2 changes from closed to open (this turns off the reverse bias line of the motor Mx), it stops energizing the motor Mx. Then, 0 is written (cleared) in the x position register, and then the CPU 45 outputs D 02 to the controller 39. In response to this, the controller 39 urges the motor Mx to rotate normally. This normal rotation bias causes the x position register to count up. When the contents of the x position register become equal to the position indicated by D 02 , the energization of the motor Mx is stopped. Thereby, the irradiation position of the laser torch 23 is located on the x position of the planned welding start end of the properly mounted wheel material 100.

以上に説明した初期位置決めにより、テレビカ
メラ24の視野中心が溶接予定始端部のy位置に
位置し、レーザトーチ23のレーザ照射点が溶接
予定始端部のx位置に位置する。
With the initial positioning described above, the center of the field of view of the television camera 24 is located at the y position of the planned welding start end, and the laser irradiation point of the laser torch 23 is located at the x position of the planned welding start end.

操作ボード51又は加工ラインのコンピユータ
からスタート信号が到来すると4、CPU45は、
データD01〜D8の読込みが終了しているか否かを
チエツクして5、終了していないとまた入力読取
3に戻る。
When a start signal arrives from the operation board 51 or the computer of the processing line, the CPU 45
It is checked whether reading of data D 01 to D 8 has been completed or not (step 5), and if it has not been completed, the process returns to input reading step 3.

データD01〜D8の読込みが終了しているときに
スタート信号が到来すると、CPU45は、油圧
シリンダ6および7をホールド(挟圧)付勢して
6、タイマt1をスタートする7。t1は時限値であ
り、データD1で表わされるものである。このt1
は、電磁切換弁26,27に通電を開始してか
ら、油圧シリンダ6,7が所定圧の挟圧力を第
1、第2電極材1011,1012間および第3、第
4電極材1021,1022間に与えるに要する時間
である。CPU45はタイマt1のタイムオーバを待
ち8、タイムオーバすると、油圧シリンダ8をホ
ールド付勢して9、タイマt2をスタートする10。
t2は時限値であり、データD2で表わされるもので
ある。このt2は、電磁切換弁28に通電を開始し
てから、油圧シリンダ8が所定圧の突合せ圧力
を、第1、第2電極材1011,1012間に挟圧さ
れた車輪用材100の一端部の端面と、第3、第
4電極材1021,1022間に挟圧された車輪用材
100の他端部の端面と、の間に与えるに要する
時間である。
When the start signal arrives while the reading of data D 01 to D 8 is completed, the CPU 45 holds (squeezes) the hydraulic cylinders 6 and 7 and starts the timer t 1 . t1 is a time limit value and is represented by data D1 . this t 1
After the electromagnetic switching valves 26 and 27 are energized, the hydraulic cylinders 6 and 7 apply a predetermined squeezing force between the first and second electrode materials 10 11 and 10 12 and between the third and fourth electrode materials 10 . 21 , 10 and 22 . The CPU 45 waits for the timer t 1 to time out (8), and when the time expires, holds and energizes the hydraulic cylinder 8 (9) and starts the timer t 2 (10).
t2 is a time limit value and is represented by data D2 . This t 2 is the time when the hydraulic cylinder 8 applies a predetermined butt pressure to the wheel material 100 sandwiched between the first and second electrode materials 10 11 and 10 12 after the electromagnetic switching valve 28 starts to be energized. This is the time required between the end face of one end and the end face of the other end of the wheel material 100 sandwiched between the third and fourth electrode materials 10 21 and 10 22 .

CPU45はタイマt2のタイムオーバを待ち11、
タイムオーバすると、溶接コントローラ41に、
データD3,D6を与え、そしてスタート信号を与
えて12、タイマt3をスタートする13。D3はバツト
溶接の通電時間t3を示すもの、D6はバツト溶接電
流値を示すものである。溶接コントローラ41
は、これに応答して、D6対応の溶接電流出力を
溶接電源40に設定して出力をオンとし、タイマ
t3をスタートし、タイマt3がタイムオーバすると
溶接電流出力をオフにする。これによりバツト溶
接が行なわれたことになる(バツト溶接の終了)。
The CPU 45 waits for the timer t2 to time out11.
When the time is over, the welding controller 41
Give data D 3 and D 6 and give a start signal 12 to start timer t 3 13. D 3 indicates the current application time t 3 for butt welding, and D 6 indicates the butt welding current value. Welding controller 41
In response, the D6- compatible welding current output is set to the welding power source 40, the output is turned on, and the timer is turned on.
Start t3 and turn off the welding current output when timer t3 times out. This means that butt welding has been performed (end of butt welding).

CPU45は、それ自身が設定したタイマt3のタ
イムオーバを待つて14、タイムオーバすると、照
明灯25を点灯し15、画像処理ユニツト49に溶
接線始端位置検出を指示する16。
The CPU 45 waits for the timer t3 set by itself to time out (14), and when it times out, it lights up the illumination light 25 (15) and instructs the image processing unit 49 to detect the welding line starting position (16).

画像処理ユニツト49は、CPU45より溶接
線位置検出が指令されるとテレビカメラ24の撮
影画像を読込んで、溶接線の始端位置x0,y0を算
出し、これをCPU45に送信する。
When the CPU 45 instructs the image processing unit 49 to detect the position of the welding line, the image processing unit 49 reads the photographed image of the television camera 24, calculates the starting position x 0 and y 0 of the welding line, and transmits this to the CPU 45 .

CPU45は、画像処理ユニツト49が溶接線
の始端位置x0,y0の検出(そのデータの受信)を
終了すると、始端のx座標x0を位置決めコントロ
ーラ39に出力する17。位置決めコントローラ3
9は、このときのx位置レジスタの内容をHPx
レジスタに書込み、このデータ(x0)とx位置レ
ジスタの内容から、レーザトーチ23を溶接線始
端のx位置の真上に置くように、モータMxを
正/逆転付勢する。
When the image processing unit 49 finishes detecting the starting end positions x 0 and y 0 of the welding line (receiving the data thereof), the CPU 45 outputs the x coordinate x 0 of the starting end to the positioning controller 39 17 . Positioning controller 3
9 is the content of the x position register at this time as HPx
The data is written in the register, and based on this data (x 0 ) and the contents of the x position register, the motor Mx is energized forward/reversely so that the laser torch 23 is placed directly above the x position of the starting end of the welding line.

CPU45は、このときのy位置レジスタの内
容をHPyレジスタに書込み、モータMyを定速正
回転(往駆動)付勢し、そして、テレビカメラ2
4の視野中心が、その往駆動により溶接線の始端
y0に到達すると、そこでモータMyの付勢を停止
する18。
The CPU 45 writes the contents of the y position register at this time to the HPy register, energizes the motor My to constant speed forward rotation (forward drive), and then
The center of the field of view in step 4 is located at the start of the welding line due to the forward drive.
When y reaches 0 , it stops energizing motor My18.

以上により、テレビカメラ24の視野中心が前
述のバツト溶接で形成された溶接線の溶接始端の
y位置上に位置決めされ、レーザトーチ23が該
溶接始端のx位置上に位置決めされたことにな
る。
As a result, the center of view of the television camera 24 is positioned at the y position of the welding start of the weld line formed by the butt welding described above, and the laser torch 23 is positioned at the x position of the welding start.

次にCPU45は、モータMyの定速往駆動を開
始19、カウンタにD4をセツトして、このカウン
タの、y駆動同期パルスカウントダウンをスター
トし20、画像処理ユニツト49にy駆動同期パル
ス応答の溶接線位置検出を指示して21、画像処理
ユニツト49よりのデータ送信を受信する割込を
許可する22。D4は、y方向の、テレビカメラ2
4の視野中心からレーザトーチ23のレーザ照射
点までの距離(y駆動同期パルスの1周期の間
の、支持台13の移動量dy単位)を示すデータ
である。
Next, the CPU 45 starts constant-speed forward driving of the motor My19, sets D4 in the counter, starts the y-drive synchronization pulse countdown of this counter20, and sends the image processing unit 49 to the y-drive synchronization pulse response. It instructs welding line position detection 21 and permits an interrupt to receive data transmission from the image processing unit 49 22. D 4 is TV camera 2 in the y direction
This data indicates the distance from the center of the visual field of No. 4 to the laser irradiation point of the laser torch 23 (in units of movement amount dy of the support base 13 during one period of the y drive synchronization pulse).

画像処理ユニツト49は、y駆動同期パルス応
答の溶接線位置検出が指示されると、y駆動同期
パルスが到来する毎に、テレビカメラ24の撮像
画像を読込んで、y方向視野中心位置の、溶接線
の中央位置のx座標値を算出して、CPU45に
送信する。CPU45はこのデータを、受信レジ
スタに蓄積書込みする。画像処理ユニツト49
は、溶接線の後端〔視野中心のy座標位置に溶接
線がない〕を検出すると「エンド」を示すデータ
をCPU45に送信し、y駆動同期パルスに応答
する溶接線のx座標値の検出動作(割込処理)を
終了する(割込を禁止する)。CPU45はこの
「エンド」を示すデータも受信レジスタに蓄積書
込みする。
When the image processing unit 49 is instructed to detect the welding line position in response to the y-drive synchronization pulse, it reads the captured image of the television camera 24 every time the y-drive synchronization pulse arrives, and detects the welding line position at the center of the field of view in the y-direction. The x-coordinate value of the center position of the line is calculated and sent to the CPU 45. The CPU 45 accumulates and writes this data to the reception register. Image processing unit 49
When detecting the rear end of the welding line (there is no welding line at the y-coordinate position of the center of the field of view), it sends data indicating "end" to the CPU 45, and detects the x-coordinate value of the welding line in response to the y-drive synchronization pulse. Terminates the operation (interrupt processing) (disables interrupts). The CPU 45 also accumulates and writes data indicating this "end" to the reception register.

CPU45は、ステツプ20でセツトしたカウン
タの値をチエツクして23、それが0になると、す
なわち、レーザトーチ23がバツト溶接線の始端
位置に到達すると、レーザコントローラ43にデ
ータD7を出力し次いでスタート信号を出力する
24。データD7は、レーザ照射エネルギを指定す
るものである。レーザコントローラ43は、レー
ザ電源42を、このD7のエネルギ出力に設定し
て、出力オンとする。これによりレーザ照射、す
なわちレーザ溶接が開始され、レーザがまずバツ
ト溶接線始端の溶接線幅中心に照射される。
The CPU 45 checks the counter value 23 set in step 20, and when it becomes 0, that is, when the laser torch 23 reaches the starting position of the butt welding line, it outputs data D 7 to the laser controller 43 and then starts. output signal
twenty four. Data D7 specifies laser irradiation energy. The laser controller 43 sets the laser power source 42 to the energy output of D7 and turns on the output. This starts laser irradiation, that is, laser welding, and the laser is first irradiated to the center of the weld line width at the starting end of the butt weld line.

CPU45は、その後は、y駆動同期パルスが
到来する毎に、受信レジスタの次のデータ(y往
移動方向でdy分進んだ位置のx位置)を読み出
して位置決めコントローラ39に出力する25。位
置決めコントローラ39は、このように与えられ
るx位置データとx位置レジスタの内容とを参照
して、トーチ23が、x位置データで示される溶
接線中央の真上に位置するように電気モータMx
を正/逆転付勢する。これにより、レーザ照射が
y方向に溶接線に沿つて移動しつつ溶接線の幅中
心(x位置)に倣つて進行する。
Thereafter, the CPU 45 reads the next data from the reception register (the x position advanced by dy in the y forward movement direction) and outputs it to the positioning controller 39 every time the y drive synchronization pulse arrives25. The positioning controller 39 refers to the x-position data given in this way and the contents of the x-position register, and controls the electric motor Mx so that the torch 23 is located directly above the center of the welding line indicated by the x-position data.
energizes forward/reverse. As a result, the laser irradiation moves along the weld line in the y direction and advances along the width center (x position) of the weld line.

CPU45は、受信レジスタよりデータを読出
す毎にこのデータが「エンド」を示すものである
か否かをチエツクし26、「エンド」を示すもので
ないときにはこれを位置決めコントローラ39に
出力する27が、「エンド」を示すものであると、
レーザコントローラ43にストツプ信号を与える
28。これによりレーザ照射が停止する(レーザ溶
接照射の終了)。
Each time the CPU 45 reads data from the reception register, it checks whether or not this data indicates an "end" 26, and if it does not indicate an "end", it outputs this to the positioning controller 39 27. It indicates the "end",
Give a stop signal to the laser controller 43
28. This stops laser irradiation (end of laser welding irradiation).

CPU45は次に、モータMyの復駆動をスター
トしてy位置レジスタは減算カウントに設定し、
位置決めコントローラ39には、HPxレジスタ
のデータを出力する29。これにより、レーザトー
チ支持台13が復駆動され、支持台19が溶接予
定始端部(x位置:HPx)に位置決めされる。
Next, the CPU 45 starts driving the motor My back and sets the y position register to a subtraction count.
The data of the HPx register is output to the positioning controller 3929. As a result, the laser torch support stand 13 is driven back, and the support stand 19 is positioned at the planned welding start end (x position: HPx).

CPU45は、溶接コントローラ41に、デー
タD5およびD8を出力し次いでスタート信号を出
力し30、タイマt5をスタートする。溶接コントロ
ーラ41は、データD8が示す通電電流に溶接電
源40の出力を設定して電源40をオンすると共
に、データD5が示す時限値t5をタイマに設定して
スタートする。これにより、レーザ溶接照射がな
されたバツト溶接線部に加熱通電が行なわれる。
The CPU 45 outputs data D5 and D8 to the welding controller 41, then outputs a start signal 30, and starts a timer t5 . The welding controller 41 sets the output of the welding power source 40 to the current indicated by the data D8 and turns on the power source 40, and also sets the time limit value t5 indicated by the data D5 to the timer to start. As a result, the butt weld line portion that has been irradiated with laser welding is heated and energized.

CPU45は、その後はy位置レジスタのデー
タが溶接予定始端部(y位置)を示すHPy(HPy
レジスタの内容)になつたか、スイツチS1が開
になつたか、あるいは、タイマt5がタイムオーバ
したかをチエツクし32,33B,34、y位置レジス
タの内容がHPyになるとモータMyの逆回転付勢
を停止し、スイツチS1が開になつたとき(この
ときには、モータMyの逆回転付勢ラインがオフ
になる)はモータMyの逆回転付勢を停止する
33A。タイマt5がタイムオーバすると、溶接コン
トローラ41にストツプ信号を出力し、油圧シリ
ンダ6〜8のホールドを解除し、操作ボード51
にエンド信号を出力する35,36。溶接コントロー
ラ41はこれに応答して溶接電源40をオフに
し、第2および第4電極材1012,1022が第1
および第3電極材1011,1021より離れ、支持
ブロツク4が右方に退避する。操作ボード51に
は、突合せ溶接終了が表示され、加工ラインコン
ピユータが接続されているときには、それにエン
ド信号が送信される。
Thereafter, the CPU 45 determines that the data in the y position register is HPy (HPy
32, 33B, 34 , and the contents of the y position register become HPy, the motor My starts to rotate in reverse. When switch S1 is opened (at this time, the reverse rotation bias line of motor My is turned off), the reverse rotation bias of motor My is stopped.
33A. When the timer t5 times out, a stop signal is output to the welding controller 41, the hold on the hydraulic cylinders 6 to 8 is released, and the operation board 51
35, 36 to output the end signal. In response, the welding controller 41 turns off the welding power source 40, and the second and fourth electrode materials 10 12 and 10 22
Then, the support block 4 moves away from the third electrode materials 10 11 and 10 21 and retreats to the right. The end of butt welding is displayed on the operation board 51, and when a processing line computer is connected, an end signal is sent to it.

CPU45は、エンド信号を出力すると、入力
読込み3に戻り、次にスタート信号が到来するの
を待つ。この待つ状態では、テレビカメラ24の
視野中心は位置HPy(HPyレジスタの内容)にあ
り、レーザトーチ23のレーザ照射位置は位置
HPxにある。入力読込み3で再度新たな入力が
あると、それを対応レジスタに書込む。すなわ
ち、すでに書込んでいるデータが、新たに入力さ
れたものに更新される。この更新が、D01および
又はD02であると、ステツプ20に関して説明し
た、初期位置決めを再度実行する。
After outputting the end signal, the CPU 45 returns to input reading 3 and waits for the next start signal to arrive. In this waiting state, the center of field of view of the television camera 24 is at position HPy (contents of the HPy register), and the laser irradiation position of the laser torch 23 is at position
It's on HPx. When a new input is received again in input reading 3, it is written to the corresponding register. That is, the data that has already been written is updated with the newly input data. If this update is D 01 and/or D 02 , the initial positioning described with respect to step 20 is performed again.

なお、レーザビーム溶接照射においては、金属
材料の溶融を容易ならしめるアルゴンガス或は他
の加工ガスを溶接線に吹き付ける。アルゴンガス
を用いた場合は、レーザ光束照射による溶融幅は
広くなり、ヘリウムガスを用いた場合は、アルゴ
ンガスの場合に比較して溶融幅は狭くなる。加工
ガスとしてどちらを用いるべきか、或はこれらの
混合ガス、或は他のどのガスを用いるかは、該溶
接対象物の冶金的性質と、余盛り形状、板厚を勘
案して決定する。
In the laser beam welding irradiation, argon gas or other processing gas that facilitates melting of the metal material is blown onto the weld line. When argon gas is used, the melting width due to laser beam irradiation becomes wider, and when helium gas is used, the melting width becomes narrower than in the case of argon gas. Which gas to use as the processing gas, a mixed gas of these gases, or which other gas to use is determined by taking into consideration the metallurgical properties of the welding object, the shape of the excess buildup, and the plate thickness.

上記実施例では、レーザ溶接照射が終了すると
同時に、焼鈍用の通電加熱を所定時間t5だけ行な
うようにしているが、この通電加熱をレーザ溶接
照射の前から、又はレーザ溶接照射の開始と同時
に開始するようにしてもよい。例えばステツプ15
又は19で開始するようにしてもよいし、あるいは
ステツプ24で開始するようにしてもよい。
In the above embodiment, the current heating for annealing is performed for a predetermined time t5 at the same time as the laser welding irradiation ends, but this current heating is performed either before the laser welding irradiation or at the same time as the laser welding irradiation starts. You may start it. For example step 15
Alternatively, it may start at step 19, or it may start at step 24.

いずれにしても、上記実施例では、操作ボード
51から、バツト溶接電流値D6および通電時間
D3、レーザ溶接照射エネルギD7、ならびに、加
熱用電流値D8および通電時間D5を、突合せ溶接
前にCPU45に入力(設定)するようにしてい
るので、これらを実績に基づいた最適値に設定す
ることができる。
In any case, in the above embodiment, the butt welding current value D6 and the energization time are transmitted from the operation board 51.
D 3 , laser welding irradiation energy D 7 , heating current value D 8 and energization time D 5 are input (set) to the CPU 45 before butt welding, so these are set to optimal values based on actual results. Can be set to .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明した本発明の突合せ溶接装置の、前
述のバツト溶接による溶接対象物100への通電
は、突合せ部の抵抗発熱により溶接対象物を加熱
昇温し、軟化させる。加圧は昇温された溶接部を
互いに押し付けることにより接合界面に塑性変形
を与え、馴染みを良くしうるとともに小さな余盛
りを形成する。これにより前述のレーザビーム溶
接照射に必要な、間隙のない突合せ端部が得ら
れ、また小さな余盛りがレーザビームを照射する
際に溶接材料の代替物として働く。このとき、レ
ーザ溶接照射の板厚は、溶接対象物100の本来
の厚みに、バツト溶接により生じた余盛りの高さ
を含めたものとなる。余盛り形状は、バツト溶接
時の溶接電流値と加圧力の強さにより決まり、従
つてレーザビームの出力は、バツト溶接時の抵抗
発熱による入熱量及び加圧力に基づいて決定され
たものに設定しうる。そしてレーザビームの溶接
照射が、バツト溶接により得られた不完全な接合
界面を溶融し溶接する。
When the butt welding apparatus of the present invention described above applies electricity to the object to be welded 100 by the above-mentioned butt welding, the object to be welded is heated and heated by resistance heat generation at the butt portion, and is softened. Pressurization applies plastic deformation to the joint interface by pressing the heated welds together, improving fitting and forming a small excess buildup. This provides the gap-free butt edges required for the laser beam welding irradiation described above, and the small excess serves as a substitute for welding material during the laser beam irradiation. At this time, the plate thickness irradiated with laser welding includes the original thickness of the welding object 100 and the height of the excess buildup caused by butt welding. The overfill shape is determined by the welding current value and the strength of the pressing force during butt welding, and the output of the laser beam is therefore determined based on the amount of heat input due to resistance heat generation during butt welding and the pressing force. I can do it. Then, the welding irradiation of the laser beam melts and welds the incomplete joint interface obtained by butt welding.

バツト溶接後レーザビーム照射前、照射中、照
融後、のうち1工程或は2工程以上に於ての通電
が可能であり、これは、接合界面及び該界面の金
属材料中における抵抗発熱によつて、レーザビー
ムによる溶接対象物の急速加熱、急速冷却を緩和
し、溶接部の過度の硬化を防止する。
After butt welding, it is possible to conduct electricity in one or more of the following steps: before, during, and after laser beam irradiation, and this reduces resistance heat generation in the joint interface and the metal material at the interface. Therefore, rapid heating and rapid cooling of the object to be welded by the laser beam is alleviated, and excessive hardening of the welded portion is prevented.

このようなバツト溶接と高エネルギービーム溶
接の併用において、バツト溶接により溶接線が形
成されるが、細かくはこの溶接線が溶接線の長さ
方向でそれと直交する方向に曲がり、高エネルギ
ービーム例えばレーザビームの照射径が極く小さ
いので、レーザビームの照射点が溶接線の中央に
対してずれる箇所を生ずるが、本発明の突合せ溶
接装置では、レーザビームをバツト溶接線の線幅
中央に倣わせるので、溶接線の全長に渡つて、良
品質の突合せ溶接が実現する。
In such a combination of butt welding and high-energy beam welding, a weld line is formed by butt welding, but in detail, this weld line bends in the direction perpendicular to the weld line in the length direction, and the high-energy beam, for example, laser Since the irradiation diameter of the beam is extremely small, the irradiation point of the laser beam may deviate from the center of the weld line, but in the butt welding device of the present invention, the laser beam is aligned with the center of the line width of the butt weld line. As a result, high-quality butt welding can be achieved over the entire length of the weld line.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例の主に機構部の外
観を示す斜視図である。第2図は、該実施例の電
気制御系の構成を示すブロツク図である。第3図
は、該実施例の電気要素の動作タイミングを示す
タイムチヤートである。第4a図および第4b図
は、第2図に示すマイクロプロセツサCPU45
の制御動作を示すフローチヤートである。 1……基台、2……固定支持台、31,32……
ガイド梁、4……電極支持ブロツク、5……支え
台、6……油圧シリンダ(第1駆動手段)、7…
…油圧シリンダ(第2駆動手段)、8……油圧シ
リンダ(第3駆動手段)、9……機枠、1011
…第1電極材(第1部材)、1012……第2電極
材(第2部材)、1021……第3電極材(第3部
材)、1022……第4電極材(第4部材)、11…
…ねじ棒、121,122……ガイドバー、13…
…レーザトーチ支持台、My……電気モータ(y
走査駆動手段)、RE1……ロータリエンコーダ、
53……減速機、14……ナツト、151,152
……ガイド座具、161,162……支台、S1…
…リミツトスイツチ、17……ねじ棒、181
…ガイドバー、19……レーザトーチ支持台、
Mx……電気モータ(x駆動手段)、RE2……ロ
ータリエンコーダ、54……減速機、211……
ガイドバー、S2……リミツトスイツチ、221
……レーザ出射装置、222,223,226,2
7……ビームダクト、224,228……ミラー
ボツクス、255……支台、221〜228……レ
ーザビーム照射手段、23……レーザトーチ(レ
ーザトーチ)、24……テレビカメラ(位置検出
手段)、25……照明灯、45……マイクロプロ
セツサ(溶接制御手段)、100……車輪用材
(溶接対象材)。
FIG. 1 is a perspective view mainly showing the appearance of a mechanical part of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the electrical control system of this embodiment. FIG. 3 is a time chart showing the operation timing of the electrical elements of this embodiment. 4a and 4b show the microprocessor CPU 45 shown in FIG.
3 is a flowchart showing the control operation of FIG. 1... base, 2... fixed support stand, 3 1 , 3 2 ...
Guide beam, 4... Electrode support block, 5... Support stand, 6... Hydraulic cylinder (first driving means), 7...
... Hydraulic cylinder (second drive means), 8 ... Hydraulic cylinder (third drive means), 9 ... Machine frame, 10 11 ...
...First electrode material (first member), 10 12 ... Second electrode material (second member), 10 21 ... Third electrode material (third member), 10 22 ... Fourth electrode material (fourth parts), 11...
...Threaded rod, 12 1 , 12 2 ... Guide bar, 13...
...Laser torch support stand, My...Electric motor (y
scanning drive means), RE1...rotary encoder,
53...Reducer, 14...Nut, 15 1 , 15 2
... Guide seat, 16 1 , 16 2 ... Abutment, S1...
...Limit switch, 17...Threaded rod, 18 1 ...
...Guide bar, 19...Laser torch support stand,
Mx...Electric motor (x drive means), RE2...Rotary encoder, 54...Reduction gear, 21 1 ...
Guide bar, S2...Limit switch, 22 1
...Laser emission device, 22 2 , 22 3 , 22 6 , 2
2 7 ... Beam duct, 22 4 , 22 8 ... Mirror box, 25 5 ... Abutment, 22 1 to 22 8 ... Laser beam irradiation means, 23 ... Laser torch (laser torch), 24 ... Television camera ( position detection means), 25... lighting lamp, 45... microprocessor (welding control means), 100... wheel material (welding target material).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 y方向に延び、溶接対象材を支持するための
第1部材; y方向に延び、y方向に実質上直交するz方向
で第1部材に対向する第2部材; 第1部材と第2部材の少くとも一方を他方に向
けて駆動する第1駆動手段; y方向に延び、y方向およびz方向と実質上直
交するx方向で第1部材に対向する第3部材; y方向に延び、z方向で第3部材と対向する第
4部材; 第3部材と第4部材の少くとも一方を他方に向
けて駆動する第2駆動手段; 第3部材、第4部材および第2駆動手段をx方
向に移動自在に支持するx移動支持手段; x移動支持手段をx方向に駆動する第3駆動手
段; 第1部材と第2部材の少くとも一方と、第3部
材と第4部材の少くとも一方の間の溶接対象材に
通電する電源装置; 第1部材と第3部材の間の空間を指向したレー
ザトーチを有するレーザビーム照射手段; レーザトーチをy方向に走査駆動するy走査駆
動手段; レーザトーチをx方向に駆動するx駆動手段; 第1部材と第3部材の間の突合せ溶接線のx方
向位置を検出する位置検出手段;および、 第1駆動手段および第2駆動手段を付勢し、第
3駆動手段を付勢し、そして前記電源装置を付勢
した後、y走査駆動手段を付勢して位置検出手段
が検出した位置に対応してx駆動手段を付勢して
レーザトーチを突合せ溶接線に倣わせかつレーザ
ビーム照射手段を付勢する溶接制御手段; を備える突合せ溶接装置。
[Claims] 1. A first member extending in the y direction and supporting the material to be welded; A second member extending in the y direction and opposing the first member in the z direction substantially orthogonal to the y direction; a first driving means for driving at least one of the first member and the second member toward the other; a third member extending in the y direction and facing the first member in the x direction substantially orthogonal to the y direction and the z direction; a fourth member extending in the y direction and facing the third member in the z direction; a second driving means for driving at least one of the third member and the fourth member toward the other; a third member, a fourth member, and a fourth member; x-movement support means for movably supporting the second drive means in the x-direction; third drive means for driving the x-movement support means in the x-direction; at least one of the first member and the second member, the third member and the third member; A power supply device that energizes the material to be welded between at least one of the four members; A laser beam irradiation unit having a laser torch directed toward the space between the first member and the third member; Y scanning that scans and drives the laser torch in the y direction Driving means; energizing the third drive means, and after energizing the power supply device, energizing the y-scan drive means and energizing the x drive means in response to the position detected by the position detection means; a welding control means for causing a laser torch to follow a butt welding line and energizing a laser beam irradiation means;
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