JPH05337668A - レーザ溶接装置 - Google Patents
レーザ溶接装置Info
- Publication number
- JPH05337668A JPH05337668A JP4149124A JP14912492A JPH05337668A JP H05337668 A JPH05337668 A JP H05337668A JP 4149124 A JP4149124 A JP 4149124A JP 14912492 A JP14912492 A JP 14912492A JP H05337668 A JPH05337668 A JP H05337668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welded
- slit light
- gap
- camera
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、被溶接物の接合部分にスリット光
を照射する２個のスリット光源と、接合部分のギャップ
を含めて被溶接物を撮影し、スリット光の被溶接物表面
からの反射光を取り込む撮像手段と、取り込んだ映像信
号から接合部分のギャップ中心位置を求める制御手段
と、それに応じて溶接トーチを移動させる位置補正手段
とを具備し、上記撮像手段を被溶接物の垂直上方に設
け、かつ、スリット光源を撮像手段に対して50゜以下の
傾斜面内に設け、かつ、２個のスリット光源を傾斜面内
の垂線に対して20゜以上の角度で等配置したことを特徴
としたものである。 【効果】 本発明によれば、被溶接物の形状や表面状態
などの諸条件に影響を受けることなく、常に安定したギ
ャップの識別が可能となり、ひいては溶接の品質を向上
し得るという優れた効果を有する。
を照射する２個のスリット光源と、接合部分のギャップ
を含めて被溶接物を撮影し、スリット光の被溶接物表面
からの反射光を取り込む撮像手段と、取り込んだ映像信
号から接合部分のギャップ中心位置を求める制御手段
と、それに応じて溶接トーチを移動させる位置補正手段
とを具備し、上記撮像手段を被溶接物の垂直上方に設
け、かつ、スリット光源を撮像手段に対して50゜以下の
傾斜面内に設け、かつ、２個のスリット光源を傾斜面内
の垂線に対して20゜以上の角度で等配置したことを特徴
としたものである。 【効果】 本発明によれば、被溶接物の形状や表面状態
などの諸条件に影響を受けることなく、常に安定したギ
ャップの識別が可能となり、ひいては溶接の品質を向上
し得るという優れた効果を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接トーチを被溶接物
の接合部分のギャップに沿って相対的に移動させて、そ
の接合部分を連続的に溶接するレーザ溶接装置に関す
る。
の接合部分のギャップに沿って相対的に移動させて、そ
の接合部分を連続的に溶接するレーザ溶接装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、溶接作業の自動化のために、例え
ば図３に示すような溶接装置が開発されている。
ば図３に示すような溶接装置が開発されている。
【０００３】この溶接装置は、反移動方向側（図示右
側）の下面部に、スリット光源２を２個と、カメラ３を
固定し、その反対側（図示左側）に溶接トーチ４を位置
調整可能に設けている。そして、溶接作業時には被溶接
物１を矢印Ａ方向（Ｘ−Ｙ座標でＹ軸方向）に移動させ
つつ、前記のスリット光源２から半導体レーザ光５を被
溶接物１の接合部分に照射し、図示しない反射光をカメ
ラ３の受光面で受けて映像化する。このカメラ３からの
映像信号を制御装置６に入力して画像処理することによ
り、接合部分のギャップ７の中心位置を求める。それに
応じて位置補正手段８により溶接トーチ４を矢印Ｂ方向
（Ｘ軸方向）に移動させて溶接トーチ４の位置をギャッ
プの中心上に補正する。これを繰返すことにより、溶接
トーチ４が被溶接物１の接合部分のギャップ７に倣って
移動するようになり、接合部分が連続的に溶接されるも
のである。
側）の下面部に、スリット光源２を２個と、カメラ３を
固定し、その反対側（図示左側）に溶接トーチ４を位置
調整可能に設けている。そして、溶接作業時には被溶接
物１を矢印Ａ方向（Ｘ−Ｙ座標でＹ軸方向）に移動させ
つつ、前記のスリット光源２から半導体レーザ光５を被
溶接物１の接合部分に照射し、図示しない反射光をカメ
ラ３の受光面で受けて映像化する。このカメラ３からの
映像信号を制御装置６に入力して画像処理することによ
り、接合部分のギャップ７の中心位置を求める。それに
応じて位置補正手段８により溶接トーチ４を矢印Ｂ方向
（Ｘ軸方向）に移動させて溶接トーチ４の位置をギャッ
プの中心上に補正する。これを繰返すことにより、溶接
トーチ４が被溶接物１の接合部分のギャップ７に倣って
移動するようになり、接合部分が連続的に溶接されるも
のである。
【０００４】この従来方法の装置では、スリット状にな
った半導体レーザ光５を発生させるスリット光源２と、
被溶接物１の接合部分からの反射光を受けるカメラ３の
位置関係は、図４に示すように、被溶接物１の表面上の
垂線Ｚに対して、入射角θ2と反射角θ3 の値がほぼ等
しく、すなわち前記半導体レーザ光５が、被溶接物１の
表面により正反射してカメラ３側に向う様に構成され、
かつ、２個のスリット光源２間の角度αは、図示する傾
線Ｚ´に対して左右等しく（すなわちα／２）なるよう
に配置されている。
った半導体レーザ光５を発生させるスリット光源２と、
被溶接物１の接合部分からの反射光を受けるカメラ３の
位置関係は、図４に示すように、被溶接物１の表面上の
垂線Ｚに対して、入射角θ2と反射角θ3 の値がほぼ等
しく、すなわち前記半導体レーザ光５が、被溶接物１の
表面により正反射してカメラ３側に向う様に構成され、
かつ、２個のスリット光源２間の角度αは、図示する傾
線Ｚ´に対して左右等しく（すなわちα／２）なるよう
に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のレ
ーザ溶接装置を、パイプ状の被溶接物１に適用する際に
は、その表面状態（汚れ付着度や表面粗さ）により、適
切な反射光９がカメラ３側に入らず、図５に示すよう
に、反射光９の内、強度の強い箇所11が部分的に発生す
る。したがって、実際のギャップ７の位置よりも、強度
の強い箇所11間の距離Ｌをギャップとして誤検知するの
で、ギャップ７の中心位置の識別が難しいという欠点が
あった。
ーザ溶接装置を、パイプ状の被溶接物１に適用する際に
は、その表面状態（汚れ付着度や表面粗さ）により、適
切な反射光９がカメラ３側に入らず、図５に示すよう
に、反射光９の内、強度の強い箇所11が部分的に発生す
る。したがって、実際のギャップ７の位置よりも、強度
の強い箇所11間の距離Ｌをギャップとして誤検知するの
で、ギャップ７の中心位置の識別が難しいという欠点が
あった。
【０００６】特に、被溶接物１が直径数ミリ以下のパイ
プ状であったり、また、その表面が鏡面状に仕上げられ
ている素材である場合は以上の様な欠点が極めて顕著に
発生する。
プ状であったり、また、その表面が鏡面状に仕上げられ
ている素材である場合は以上の様な欠点が極めて顕著に
発生する。
【０００７】そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなさ
れたもので、その目的は、被溶接物の形状や表面状態な
どの諸条件に左右されることなくギャップの識別を可能
にし、溶接の品質を向上し得る溶接装置を提供すること
にある。
れたもので、その目的は、被溶接物の形状や表面状態な
どの諸条件に左右されることなくギャップの識別を可能
にし、溶接の品質を向上し得る溶接装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザ溶接装置は、被溶接物の接合部分に
スリット光を照射する２個のスリット光源と、接合部分
のギャップを含めて被溶接物を撮影し、スリット光の被
溶接物表面からの反射光を取り込む撮像手段と、取り込
んだ映像信号から接合部分のギャップ中心位置を求める
制御手段と、それに応じて溶接トーチを移動させる位置
補正手段とを具備し、上記撮像手段を被溶接物の垂直上
方に設け、かつ、スリット光源を撮像手段に対して50゜
以下の傾斜面内に設け、かつ、２個のスリット光源を傾
斜面内の垂線に対して20゜以上の角度で等配置したこと
を特徴としたものである。
に、本発明のレーザ溶接装置は、被溶接物の接合部分に
スリット光を照射する２個のスリット光源と、接合部分
のギャップを含めて被溶接物を撮影し、スリット光の被
溶接物表面からの反射光を取り込む撮像手段と、取り込
んだ映像信号から接合部分のギャップ中心位置を求める
制御手段と、それに応じて溶接トーチを移動させる位置
補正手段とを具備し、上記撮像手段を被溶接物の垂直上
方に設け、かつ、スリット光源を撮像手段に対して50゜
以下の傾斜面内に設け、かつ、２個のスリット光源を傾
斜面内の垂線に対して20゜以上の角度で等配置したこと
を特徴としたものである。
【０００９】
【作用】このように構成された本発明のレーザ溶接装置
においては、２個のスリット光源から出たスリット光
は、傾斜面内において20゜以上の角度を有するもので、
被溶接物が円形（パイプ状）である場合は、その側面に
も充分達することができる。そして、被溶接物表面から
の反射光を取り込む撮像手段は、被溶接物の垂直上方に
設けられかつ、スリット光源とは50゜以下の角度を有す
るので、反射光の内、正反射光の影響をカットできか
つ、カメラで散乱反射光を十分観測できる。
においては、２個のスリット光源から出たスリット光
は、傾斜面内において20゜以上の角度を有するもので、
被溶接物が円形（パイプ状）である場合は、その側面に
も充分達することができる。そして、被溶接物表面から
の反射光を取り込む撮像手段は、被溶接物の垂直上方に
設けられかつ、スリット光源とは50゜以下の角度を有す
るので、反射光の内、正反射光の影響をカットできか
つ、カメラで散乱反射光を十分観測できる。
【００１０】すなわち、反射光の強度の特に強い正反射
光を取り込まないことにより全体に均一な強度分布の反
射光を取り込むことが可能である。この手段によると、
細いパイプ状で、その表面が鏡面状に仕上げられている
被溶接物に対しても、真のギャップの中心位置が検出で
き、その結果、高品質の溶接を行うことができる。
光を取り込まないことにより全体に均一な強度分布の反
射光を取り込むことが可能である。この手段によると、
細いパイプ状で、その表面が鏡面状に仕上げられている
被溶接物に対しても、真のギャップの中心位置が検出で
き、その結果、高品質の溶接を行うことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を用
いて説明する。
いて説明する。
【００１２】図１に示すように、被溶接物１（パイプ
状）の上方に、カメラヘッド９が配置される。このカメ
ラヘッド９は、スリット光源２を２個と、カメラ３から
構成されている。溶接作業時には、被溶接物１を矢印Ａ
方向に移動させるのであるが、その時、スリット光源２
から半導体レーザ光５を被溶接物１の接合部分に照射
し、その部分表面からの図示しない反射光をカメラ３の
受光面で受けて映像化する。このカメラ３からの映像信
号を制御装置６に入力して画像処理することにより、接
合部分のギャップ７の中心位置を演算して求める。それ
に応じて位置補正手段８により溶接トーチ４を矢印Ｂ方
向に移動させて溶接トーチ４の位置をギャップ７の中心
上に補正する。これを繰返すことにより、溶接トーチ４
が被溶接物１の接合部分のギャップ７に倣って移動する
ことになり、接合部分は連続的に溶接される。以上の装
置において、カメラヘッド12の内部構成について、図２
を用いて説明する。
状）の上方に、カメラヘッド９が配置される。このカメ
ラヘッド９は、スリット光源２を２個と、カメラ３から
構成されている。溶接作業時には、被溶接物１を矢印Ａ
方向に移動させるのであるが、その時、スリット光源２
から半導体レーザ光５を被溶接物１の接合部分に照射
し、その部分表面からの図示しない反射光をカメラ３の
受光面で受けて映像化する。このカメラ３からの映像信
号を制御装置６に入力して画像処理することにより、接
合部分のギャップ７の中心位置を演算して求める。それ
に応じて位置補正手段８により溶接トーチ４を矢印Ｂ方
向に移動させて溶接トーチ４の位置をギャップ７の中心
上に補正する。これを繰返すことにより、溶接トーチ４
が被溶接物１の接合部分のギャップ７に倣って移動する
ことになり、接合部分は連続的に溶接される。以上の装
置において、カメラヘッド12の内部構成について、図２
を用いて説明する。
【００１３】被溶接物１の表面からの垂線Ｚ上にカメラ
３を配置する。すなわち被溶接物１とカメラ３は90゜を
なしている。そして、カメラ３に対してθ1 傾いた傾斜
面Ｃの面内に２個のスリット光源２を設け、各々の配置
は、傾斜面Ｃ内の垂線Ｚ´に対して左右等配（α／２）
になる様になっている。ここで、θ1 は50゜以下であ
り、かつα／２は20゜以上であることが必要である。
３を配置する。すなわち被溶接物１とカメラ３は90゜を
なしている。そして、カメラ３に対してθ1 傾いた傾斜
面Ｃの面内に２個のスリット光源２を設け、各々の配置
は、傾斜面Ｃ内の垂線Ｚ´に対して左右等配（α／２）
になる様になっている。ここで、θ1 は50゜以下であ
り、かつα／２は20゜以上であることが必要である。
【００１４】この角度に各々配置することで、被溶接物
１が直径数ミリの細径パイプであったり、またその表面
が鏡面状に仕上げられている場合、その表面からの反射
光の強度の特に強い部分をカットでき、かつ、散乱反射
光を十分取り込める為、直径方向に広い範囲にかつ、均
一な強度分布の反射光を取り込むことができる。
１が直径数ミリの細径パイプであったり、またその表面
が鏡面状に仕上げられている場合、その表面からの反射
光の強度の特に強い部分をカットでき、かつ、散乱反射
光を十分取り込める為、直径方向に広い範囲にかつ、均
一な強度分布の反射光を取り込むことができる。
【００１５】その結果として、被溶接物の形状や、表面
状態などの諸条件に影響を受けることなく、真のギャッ
プの中心位置を識別することが可能となり、ひいては、
溶接の品質向上が達成できる。
状態などの諸条件に影響を受けることなく、真のギャッ
プの中心位置を識別することが可能となり、ひいては、
溶接の品質向上が達成できる。
【００１６】尚、本実施例では、スリット光の種類を半
導体レーザとして説明を進めたが、他のレーザあるい
は、光源であったとしてもスリット光として用いるなら
ば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実
施することが可能である。
導体レーザとして説明を進めたが、他のレーザあるい
は、光源であったとしてもスリット光として用いるなら
ば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実
施することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のレーザ溶接
装置によれば、被溶接物の形状や表面状態などの諸条件
に影響を受けることなく、常に安定したギャップの識別
が可能となり、ひいては溶接の品質を向上し得るという
優れた効果を有する。
装置によれば、被溶接物の形状や表面状態などの諸条件
に影響を受けることなく、常に安定したギャップの識別
が可能となり、ひいては溶接の品質を向上し得るという
優れた効果を有する。
【図１】本発明の一実施例を示す概要構成図。
【図２】本発明の一実施例におけるカメラとスリット光
源と被溶接物の配置関係を示す図。
源と被溶接物の配置関係を示す図。
【図３】従来のレーザ溶接装置を示す概要構成図。
【図４】従来のレーザ溶接装置におけるカメラとスリッ
ト光源と被溶接物の配置関係を示す図。
ト光源と被溶接物の配置関係を示す図。
【図５】従来のレーザ溶接装置における被溶接物の表面
からの反射光の状態を示す図。
からの反射光の状態を示す図。
１…被溶接物 ２…スリット光源 ３…カメラ ４…溶接トーチ ５…半導体レーザ光 ６…制御装置 ７…ギャップ ８…位置補正手段 ９…反射光 10…強度の強い箇所 11…撮像エリア 12…カメラヘッド
Claims (1)
- 【請求項１】 被溶接物の接合部分にスリット光を照射
する２個のスリット光源と、接合部分のギャップを含め
て前記被溶接物を撮影し、前記スリット光の被溶接物表
面からの反射光を取り込む撮像手段と、取り込んだ映像
信号から接合部分のギャップ中心位置を求める制御手段
と、それに応じて溶接トーチを移動させる移動手段とを
具備し、前記撮像手段を前記被溶接物の垂直上方に設
け、かつ、前記スリット光源を前記撮像手段に対して50
゜以下の傾斜面内に設け、かつ、前記２個のスリット光
源を傾斜面内の垂線に対して各々20゜以上の角度で等配
置したことを特徴としたレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149124A JPH05337668A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | レーザ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149124A JPH05337668A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | レーザ溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337668A true JPH05337668A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15468256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4149124A Pending JPH05337668A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | レーザ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05337668A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012147199A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接継手の突合せ位置検出方法、溶接継手の突合せ位置検出装置、溶接継手の製造方法 |
| CN109514744A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 株式会社迪思科 | 晶片的加工方法 |
| US11260471B2 (en) * | 2016-02-12 | 2022-03-01 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Method and device for monitoring a joining seam during joining by means of a laser beam |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP4149124A patent/JPH05337668A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012147199A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接継手の突合せ位置検出方法、溶接継手の突合せ位置検出装置、溶接継手の製造方法 |
| US11260471B2 (en) * | 2016-02-12 | 2022-03-01 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Method and device for monitoring a joining seam during joining by means of a laser beam |
| CN109514744A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 株式会社迪思科 | 晶片的加工方法 |
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