JPH0699298A - Laser beam welding equipment - Google Patents

Laser beam welding equipment

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JPH0699298A
JPH0699298A JP4246987A JP24698792A JPH0699298A JP H0699298 A JPH0699298 A JP H0699298A JP 4246987 A JP4246987 A JP 4246987A JP 24698792 A JP24698792 A JP 24698792A JP H0699298 A JPH0699298 A JP H0699298A
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JP
Japan
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members
moving
motor
arrow
joined
Prior art date
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Application number
JP4246987A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ishigaki
広 石垣
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To set the pressurizing force of both members to be joined by laser beam welding or a gap provided between both members to a value in accordance with the size and material of the members. CONSTITUTION:A movable table 23 is moved in the arrow A direction by a motor 27. When a member held on a moving side holding mechanism 29 abuts on a member held on a fixed side holding mechanism 30, since a load current of the motor 27 increases, this point of time is made to the point of time when both members abut on each other. After this, when the motor 27 is rotated in the normal direction or in the reverse direction till the number of revolutions detected by an encoder 67 (moving quantity detection means) attains a set value, the movable table 23 is further moved in the arrow A direction or in the arrow B direction, both members are pressed with the set pressurizing force or the gap having set dimensions is generated between both members. In this state, the ends of both members are irradiated with a laser beam to perform welding while rotating both members by a main spindle driving motor 48.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、接合する2個の部材の
端部にレーザー光を照射して溶接するレーザー溶接装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser welding apparatus for irradiating and welding a laser beam to the ends of two members to be joined.

【0002】[0002]

【従来の技術】部材を接合する方法として、圧接或いは
ガス溶接などがある。しかしながら、このような方法で
は圧力や熱の影響を受けて溶接部分が変形し、二次加工
(仕上加工)が必要となる。
2. Description of the Related Art As a method for joining members, there are pressure welding and gas welding. However, in such a method, the welded portion is deformed under the influence of pressure and heat, and secondary processing (finishing) is required.

【0003】このような二次加工を不要ならしめる接合
方法として、接合部以外への熱的影響が少なく、接合部
の変形を最小限に抑えることができるレーザー溶接が近
年多方面で採用されている。
As a joining method that eliminates the need for such secondary processing, laser welding has been adopted in various fields in recent years because it has little thermal influence on other parts than the joined part and can minimize deformation of the joined part. There is.

【0004】例えば丸棒状、パイプ状などの円形状をな
す部材をレーザー溶接する装置では、部材を回転させな
がらその突き合わせ部分にレーザー光を照射して溶接す
るようにしている。図9はこのようなレーザー溶接装置
の従来構成を示している。なお、この図9の装置は、例
えば図8に示す円筒部材1と鍔付円筒部材2とを接合す
るもので、次のような構成となっている。
In an apparatus for laser-welding a circular member such as a round bar or a pipe, for example, a laser beam is applied to the abutting portion of the member while the member is rotated to perform welding. FIG. 9 shows a conventional structure of such a laser welding apparatus. The apparatus shown in FIG. 9 joins the cylindrical member 1 and the flanged cylindrical member 2 shown in FIG. 8, for example, and has the following configuration.

【0005】機枠3には中空の主軸4が回転可能に支持
されており、この主軸4はモータ5により歯車列6を介
して回転駆動されるようになっている。主軸4内にはロ
ッド7が軸方向に移動可能に支持され、このロッド7は
エアシリンダ8により往復移動される。一方、主軸4と
対向する位置には別のエアシリンダ9が設けられてお
り、このエアシリンダ9には押圧板10が回転可能に設
けられている。
A hollow main shaft 4 is rotatably supported on the machine frame 3, and the main shaft 4 is rotationally driven by a motor 5 via a gear train 6. A rod 7 is supported in the main shaft 4 so as to be movable in the axial direction, and the rod 7 is reciprocated by an air cylinder 8. On the other hand, another air cylinder 9 is provided at a position facing the main shaft 4, and a pressing plate 10 is rotatably provided on the air cylinder 9.

【0006】上述の部材1および2はエアシリンダ8の
進出動作により主軸4から突出されたロッド7に嵌合保
持され、進出動作したエアシリンダ9により押圧板10
を介して押圧されて主軸4に取付けられた面板11に押
圧されている。
The above-mentioned members 1 and 2 are fitted and held by the rod 7 projecting from the main shaft 4 by the advancing operation of the air cylinder 8, and the pressing plate 10 is pushed by the air cylinder 9 which has advanced.
Is pressed through the face plate 11 attached to the main shaft 4.

【0007】この状態でモータ5が起動して主軸4を回
転駆動することにより、両部材1および2が回転する。
そして、レーザー発振器12から出力されたレーザー光
が加工ヘッド13から両部材1および2の突き合わせ部
に照射され、両部材1および2が溶接される。
In this state, the motor 5 is activated and the main shaft 4 is driven to rotate, whereby both members 1 and 2 rotate.
Then, the laser beam output from the laser oscillator 12 is irradiated from the processing head 13 to the abutting portion of the members 1 and 2, and the members 1 and 2 are welded.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、2個の部材
を回転させながら、その突き合わせ端部をレーザー溶接
により接合する場合、レーザー光を受けて溶融した部分
は他の部分に熱を奪われて冷却され、固化する。この溶
融部分の冷却は、エアシリンダ9から押圧力を受けた状
態で行われるため、僅少量ではあるが、接合部で「く」
の字状に屈曲することは避けられない。
By the way, in the case of joining two abutting end portions by laser welding while rotating the two members, the portion melted by receiving the laser beam loses heat to other portions. It cools and solidifies. Since the cooling of the melted portion is performed in a state of receiving the pressing force from the air cylinder 9, although it is a small amount, it does not work at the joint.
It is inevitable to bend in the shape of.

【0009】この場合、接合する部材の大きさや材質、
レーザー光の強さなどの溶接条件等によって両部材の押
圧力を変えたり、両部材の端部に適切な隙間を設けたり
することが好ましく、このようにすることによって、接
合部で「く」の字状に屈曲する程度も少なくすることが
できる。
In this case, the size and material of the members to be joined,
It is preferable to change the pressing force of both members depending on the welding conditions such as the intensity of laser light, or to provide an appropriate gap at the end of both members. It is also possible to reduce the degree of bending in a V shape.

【0010】しかしながら、上記構成のレーザー溶接装
置では、エアシリンダ9の押圧力は、そのピストンの大
きさと供給される圧縮空気の圧力とによって一定に定ま
ってしまう。従って、接合する部材の大きさや材質、溶
接条件などとは関係なく、接合すべき両部材はエアシリ
ンダ9によって常に一定の押圧力で突き合わされた状態
でレーザー溶接が行われることとなる。
However, in the laser welding apparatus having the above-mentioned structure, the pressing force of the air cylinder 9 is fixedly determined by the size of the piston and the pressure of the compressed air supplied. Therefore, regardless of the size and material of the members to be joined and the welding conditions, the two members to be joined are always welded by the air cylinder 9 with a constant pressing force to perform the laser welding.

【0011】このような問題を解消するために、エアシ
リンダ9をブレーキ付きのエアシリンダに変えることが
考えられる。ブレーキ付きのエアシリンダは、ブレーキ
を作動させることにより、そのロッドを所望の位置に停
止させることができるため、接合する両部材の押圧力を
変えたり、両部材間に隙間を設けたりすることができ
る。ところが、ブレーキ付きのエアシリンダでは、その
構造にもよるが、ブレーキを作動させると、ロッドが僅
少量進出動作したり、後退動作したりするため、接合す
る両部材の押圧力、両部材間の隙間寸法が所望した値か
らずれるという問題を生ずる。
In order to solve such a problem, it is conceivable to replace the air cylinder 9 with an air cylinder with a brake. An air cylinder with a brake can stop its rod at a desired position by operating the brake, so it is possible to change the pressing force of both members to be joined or to provide a gap between both members. it can. However, in an air cylinder with a brake, depending on its structure, when the brake is actuated, the rod makes a small amount of advancing operation or retracting operation. The problem arises that the gap size deviates from the desired value.

【0012】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、接合する両部材の押圧力、或いは両部
材間に設ける隙間を所望の値に設定することができ、両
部材が「く」の字状に屈曲する程度を一層少なくするこ
とができるレーザー溶接装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to set a pressing force of both members to be joined or a gap provided between both members to a desired value. It is an object of the present invention to provide a laser welding device that can further reduce the degree of bending in a V shape.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のレーザー溶接装
置は、接合する2個の部材の端部にレーザービームを照
射して溶接するものにおいて、基体に移動可能に設けら
れモータにより駆動される移動テーブルと、この移動テ
ーブルに設けられ接合する一方の部材を把持する移動側
把持装置と、前記基体に取り付けられ接合する他方の部
材を把持する固定側把持装置と、前記移動テーブルの移
動量を検出する移動量検出手段と、前記移動テーブルの
移動により前記一方の部材が他方の部材に当接した時点
を検出する当接検出手段と、この当接検出手段により両
部材の当接が検出された時点から前記移動量検出手段の
検出移動量が設定量に達するまで前記モータを正方向或
いは逆方向に回転させる制御手段とを具備したことを特
徴とするものである。
The laser welding apparatus of the present invention irradiates the ends of two members to be joined with a laser beam to perform welding, and is provided movably on a base body and driven by a motor. A moving table, a moving-side gripping device that is provided on the moving table and grips one member to be joined, a fixed-side gripping device that grips the other member that is attached to and joined to the base, and a moving amount of the moving table. A movement amount detecting means for detecting, a contact detecting means for detecting a time point when the one member comes into contact with the other member due to the movement of the moving table, and a contact between both members is detected by the contact detecting means. Control means for rotating the motor in the forward direction or in the reverse direction until the detected movement amount of the movement amount detection means reaches a set amount from the time point. .

【0014】[0014]

【作用】当接検出手段により両部材の当接位置が検出さ
れると、同位置から移動テーブルが一方向或いは他方向
に移動される。このときの移動テーブルの移動量は、両
部材の当接位置から移動量検出手段により設定量だけ移
動したことが検出されるまでの量であるから、両部材の
押圧力、或いは両部材間の隙間は、予め設定した量に精
度良く定まる。
When the contact position of the two members is detected by the contact detecting means, the moving table is moved from the same position in one direction or the other direction. The moving amount of the moving table at this time is the amount until the moving amount detecting means detects that the moving amount has moved by the set amount from the abutting position of both members. The gap is accurately set to a preset amount.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図7に
基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0016】図1および図2において、レーザー溶接装
置の基体21の両側には図3にも示すようにスライドガ
イド22,22が設けられ、このスライドガイド22,
22に移動テーブルとしてのスライドテーブル23が左
右方向にスライド移動可能に設けられている。このスラ
イドテーブル23には、ボールねじ機構24のナット2
5が固定されており、このナット25に螺合するねじ棒
26の両端部は基体21に回転自在に支持されている。
そして、ねじ棒26の一端部は、基体21に取り付けら
れたテーブル駆動モータ27に連結されており、従って
モータ27によりねじ棒26が正方向或いは逆方向に回
転されると、これに伴いスライドテーブル23が矢印A
方向或いはこれとは逆の矢印B方向にスライド移動する
ようになっている。また、基体21の右端側には固定テ
ーブル28が配設されている。そして、これらスライド
テーブル23および固定テーブル28にはそれぞれ移動
側把持機構29および固定側把持機構30が設けられて
いる。
In FIGS. 1 and 2, slide guides 22, 22 are provided on both sides of a base 21 of the laser welding apparatus, as shown in FIG.
A slide table 23 as a moving table is provided at 22 so as to be slidable in the left-right direction. The slide table 23 includes the nut 2 of the ball screw mechanism 24.
5 is fixed, and both ends of a screw rod 26 screwed to the nut 25 are rotatably supported by the base 21.
One end of the screw rod 26 is connected to a table drive motor 27 attached to the base body 21. Therefore, when the screw rod 26 is rotated in the forward direction or the reverse direction by the motor 27, the slide table 26 is accompanied with the rotation. 23 is arrow A
The slide movement is made in the direction of arrow B or in the opposite direction. A fixed table 28 is arranged on the right end side of the base 21. A moving side gripping mechanism 29 and a fixed side gripping mechanism 30 are provided on the slide table 23 and the fixed table 28, respectively.

【0017】まず移動側把持機構29の具体的構成を図
4により詳述するに、スライドテーブル23の上部に取
り付けられたハウジング31には、主軸32が軸受33
を介して回転自在に支持されている。この主軸32は中
空状をなし、その先端部内側には把持体として図5に示
すコレットチャック34が軸方向に移動可能に収納され
ている。このコレットチャック34は図4に示す矢印C
で示す方向に押圧されると、主軸32内面のテーパ部3
2aに沿ってその径小側に移動することにより収縮し、
押圧力を解かれると、自身の弾発力によりテーパ部32
aに沿ってその径大側に向って移動することにより拡開
する構成となっている。
First, the specific structure of the moving side gripping mechanism 29 will be described in detail with reference to FIG. 4. In the housing 31 attached to the upper portion of the slide table 23, the main shaft 32 and the bearing 33 are provided.
It is rotatably supported via. The main shaft 32 has a hollow shape, and a collet chuck 34 shown in FIG. 5 is accommodated inside the tip portion of the main shaft 32 so as to be movable in the axial direction. This collet chuck 34 is indicated by an arrow C in FIG.
When pressed in the direction indicated by, the tapered portion 3 on the inner surface of the main shaft 32
It contracts by moving to the smaller diameter side along 2a,
When the pressing force is released, the taper 32
It is configured to expand by moving along the a toward the larger diameter side.

【0018】このコレットチャック34の押圧はエアシ
リンダ機構35によって行われる。このエアシリンダ機
構35はハウジング31に取り付けられたシリンダチュ
ーブ36と、このシリンダチューブ36内に設けられた
ピストン37とから構成されており、供給口36aから
圧縮空気がシリンダチューブ36内に供給されると、ピ
ストン37が矢印C方向に移動するようになっている。
一方、主軸32の外側には、スリーブ38が主軸32と
一体に回転するように且つ軸方向には単独で移動できる
ように嵌合されている。そして、ピストン37が矢印C
方向に移動すると、当該ピストン37がスラスト軸受3
9を介してスリーブ38を同方向に押圧移動させる。こ
のスリーブ38の移動は、当該スリーブ38の先端部内
側に取り付けられたナット40、このナット40とコレ
ットチャック34との間に配置されたカラー41を介し
てコレットチャック34に伝えられる。
The collet chuck 34 is pressed by the air cylinder mechanism 35. The air cylinder mechanism 35 includes a cylinder tube 36 attached to the housing 31 and a piston 37 provided in the cylinder tube 36, and compressed air is supplied into the cylinder tube 36 from a supply port 36a. Then, the piston 37 moves in the direction of arrow C.
On the other hand, a sleeve 38 is fitted on the outer side of the main shaft 32 so as to rotate integrally with the main shaft 32 and to move independently in the axial direction. And the piston 37 is indicated by the arrow C.
When the piston 37 moves in the direction,
The sleeve 38 is pressed and moved in the same direction via 9. The movement of the sleeve 38 is transmitted to the collet chuck 34 via a nut 40 attached inside the tip portion of the sleeve 38 and a collar 41 arranged between the nut 40 and the collet chuck 34.

【0019】以上のようにしてコレットチャック34は
エアシリンダ機構35により矢印C方向に押圧移動され
るものであり、供給口36aからシリンダチューブ36
への圧縮空気の供給が立たれると、ピストン37および
スリーブ38は圧縮コイルばね40の弾発力により矢印
Cとは反対方向に移動して元位置に戻るようになってお
り、これによりコレットチャック34への押圧が解除さ
れるものである。
As described above, the collet chuck 34 is pressed and moved in the direction of arrow C by the air cylinder mechanism 35, and is supplied from the supply port 36a to the cylinder tube 36.
When the compressed air is supplied to the piston 37 and the sleeve 38, the piston 37 and the sleeve 38 are moved in the direction opposite to the arrow C by the elastic force of the compression coil spring 40 to return to the original position. The pressure on 34 is released.

【0020】次に固定側把持機構30につき図4を参照
して述べるに、固定テーブル28に取り付けられたハウ
ジング43には主軸44が軸受45を介して回転自在に
支持されている。この主軸44は移動側把持機構29の
主軸32と同心に設けられており、当該主軸44の一端
部には内周面にテーパ部46aを有したガイド部材46
が取り付けられている。このガイド部材46の内側には
固定側把持機構30の把持体としてのブレード47が設
けられており、図示しないレバーを操作してブレード4
7をテーパ部46aに沿って矢印Dで示す径小側に移動
させると、ブレード47は収縮する。逆に、図示しない
レバーを操作してブレード47をテーパ部46aに沿っ
てその径大側に移動させると、ブレード47は自身の弾
性復元力により拡開するようになっている。
Next, the fixed side gripping mechanism 30 will be described with reference to FIG. 4. A main shaft 44 is rotatably supported via a bearing 45 in a housing 43 attached to the fixed table 28. The main shaft 44 is provided concentrically with the main shaft 32 of the moving-side gripping mechanism 29, and one end of the main shaft 44 has a guide member 46 having a tapered portion 46a on its inner peripheral surface.
Is attached. A blade 47 as a gripping body of the fixed-side gripping mechanism 30 is provided inside the guide member 46, and a blade 4 is operated by operating a lever (not shown).
When the blade 7 is moved along the tapered portion 46a toward the smaller diameter side indicated by the arrow D, the blade 47 contracts. On the contrary, when a blade (not shown) is operated to move the blade 47 to the larger diameter side along the tapered portion 46a, the blade 47 is expanded by its elastic restoring force.

【0021】さて、第1および第2の把持機構26およ
び27の主軸32および41は基体21に配設された図
1に示す1台の主軸駆動モータ48により駆動されるよ
うになっている。すなわち、基体21には駆動機構を構
成するボールスプラインシャフト49が軸受50を介し
て回転可能に支持されており、このボールスプラインシ
ャフト49は減速機51を介して主軸駆動モータ48に
連結されている。
The main shafts 32 and 41 of the first and second gripping mechanisms 26 and 27 are driven by a single main shaft drive motor 48 shown in FIG. That is, a ball spline shaft 49 constituting a drive mechanism is rotatably supported on the base 21 via a bearing 50, and the ball spline shaft 49 is connected to a main shaft drive motor 48 via a speed reducer 51. .

【0022】このボールスプラインシャフト49に係合
するボールスプラインベアリング52はスライドテーブ
ル23の下部に設けられたハウジング53に取り付けら
れている。このボールスプラインベアリング52は2個
設けられており、その間に第1の駆動歯車54が取り付
けられている。そして、この第1の駆動歯車54は図4
に示すようにスライドテーブル23上部のハウジング3
1に設けられた第1の駆動歯車55と噛合し、この第1
の駆動歯車55は主軸32に設けられた第1の従動歯車
56と噛合している。これら第1の駆動歯車54、第1
の駆動歯車55および第1の従動歯車56は第1の伝動
機構としての第1の歯車伝動機構57を構成している。
A ball spline bearing 52 that engages with the ball spline shaft 49 is attached to a housing 53 provided at the bottom of the slide table 23. Two ball spline bearings 52 are provided, and a first drive gear 54 is mounted between them. The first drive gear 54 is shown in FIG.
As shown in FIG.
1 meshes with the first drive gear 55 provided on the first
The drive gear 55 of is engaged with a first driven gear 56 provided on the main shaft 32. These first drive gear 54, first
The drive gear 55 and the first driven gear 56 constitute a first gear transmission mechanism 57 as a first transmission mechanism.

【0023】また、ボールスプラインシャフト49の右
端部には第2の駆動歯車58が取り付けられており、こ
の第2の駆動歯車54は図4に示す固定テーブル28の
下部に設けられた第2の駆動歯車59と噛合し、この第
2の駆動歯車59は主軸44に設けられた第2の従動歯
車60と噛合している。これら第2の駆動歯車58、第
2の駆動歯車59および第2の従動歯車60は第2の伝
動機構としての第2の歯車伝動機構61を構成してい
る。
A second drive gear 58 is attached to the right end portion of the ball spline shaft 49, and the second drive gear 54 is a second drive gear 54 provided under the fixed table 28 shown in FIG. The second drive gear 59 meshes with the drive gear 59, and this second drive gear 59 meshes with a second driven gear 60 provided on the main shaft 44. The second driving gear 58, the second driving gear 59, and the second driven gear 60 constitute a second gear transmission mechanism 61 as a second transmission mechanism.

【0024】なお、この実施例では第1および第2の中
間歯車52および56はそれぞれ2枚ずつ設けられてい
る。この各2枚の中間歯車52,56は回転方向に僅か
にずれており、このずれにより駆動歯車51,55およ
び従動歯車53,57とバックラッシュが実質的に生じ
ないように構成されている。これにより、駆動歯車5
1,55が正逆いずれの方向に回転しても、その回転に
対して従動歯車53,57が時間的に遅れを生ずること
なく回転し始めるようになっている。
In this embodiment, two first and second intermediate gears 52 and 56 are provided. The two intermediate gears 52 and 56 are slightly deviated in the rotational direction, and the drive gears 51 and 55 and the driven gears 53 and 57 do not substantially backlash due to the deviation. As a result, the drive gear 5
Even if 1, 55 rotate in either forward or reverse directions, the driven gears 53, 57 start rotating without delay in time with respect to the rotation.

【0025】一方、図6は電気的構成を示すブロック図
であり、同図において、制御手段としての制御装置62
はマイクロコンピュータを含んで構成されている。この
制御装置62は、モータ駆動回路63,64を介してテ
ーブル駆動モータ27および主軸駆動モータ48を制御
すると共に、レーザー発振器65を制御するようになっ
ている。この制御装置62には、テーブル駆動モータ2
7の負荷電流を検出する負荷電流検出回路66からの検
出信号およびスライドテーブル23を移動させるボール
ねじ機構24のねじ棒26の回転数を検出するエンコー
ダ67からの検出パルス信号が入力されるようになって
いる。また、制御装置62には、接合する両部材1およ
び2を押圧状態で溶接するか、隙間を設けた状態で溶接
するかを設定すると共に、前者の場合には押圧力、後者
の場合には隙間寸法を設定するための設定器68からの
設定信号が入力される。
On the other hand, FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration. In FIG. 6, a control device 62 as a control means is shown.
Is composed of a microcomputer. The control device 62 controls the table drive motor 27 and the spindle drive motor 48 via the motor drive circuits 63 and 64, and also controls the laser oscillator 65. The controller 62 includes a table drive motor 2
The detection signal from the load current detection circuit 66 that detects the load current of No. 7 and the detection pulse signal from the encoder 67 that detects the rotation speed of the screw rod 26 of the ball screw mechanism 24 that moves the slide table 23 are input. Has become. Further, the control device 62 sets whether to weld the two members 1 and 2 to be joined in a pressed state or in a state in which a gap is provided. In the former case, the pressing force is set, and in the latter case, the welding is performed. A setting signal from the setting device 68 for setting the gap size is input.

【0026】ここで、スライドテーブル23が矢印A方
向に移動する場合、移動側把持機構29に把持された円
筒部材1が固定側把持機構30に把持された鍔付円筒部
材2に当接すると、テーブル駆動モータ27の負荷電流
が増大する。このため、制御装置62は、負荷電流検出
回路66の検出電流を基準値と比較し、該検出電流が基
準値を越えた時を、両部材1および2が当接した時点と
判断するように構成されている。従って、制御装置62
と負荷電流検出回路66とは、両部材1および2が当接
した時点を検出する当接検出手段として作用する。ま
た、制御装置62は、エンコーダ67の出力パルスをカ
ウントすることにより、スライドテーブル23の移動量
を検出するように構成されており、従って制御装置62
とエンコーダ67とは、スライドテーブル23の移動量
を検出する移動量検出手段として作用する。
Here, when the slide table 23 moves in the direction of arrow A, when the cylindrical member 1 held by the moving side holding mechanism 29 comes into contact with the flanged cylindrical member 2 held by the fixed side holding mechanism 30, The load current of the table drive motor 27 increases. Therefore, the control device 62 compares the detected current of the load current detection circuit 66 with a reference value and determines that the time when the detected current exceeds the reference value is the time when both members 1 and 2 come into contact with each other. It is configured. Therefore, the controller 62
The load current detection circuit 66 and the load current detection circuit 66 act as contact detection means for detecting the time when the two members 1 and 2 contact each other. Further, the control device 62 is configured to detect the movement amount of the slide table 23 by counting the output pulses of the encoder 67, and thus the control device 62.
The encoder 67 and the encoder 67 act as a movement amount detection unit that detects the movement amount of the slide table 23.

【0027】この場合、両部材1および2の当接時点か
ら、スライドテーブル23が更に矢印A方向に移動する
と、両部材1および2間には、応力と歪みの関係でスラ
イドテーブル23の移動量に応じた押圧力が作用するこ
ととなる。また、逆にスライドテーブル23が矢印Aと
は反対の矢印B方向に移動すると、両部材1および2間
には、その移動量と同寸法の隙間が生ずることとなる。
In this case, when the slide table 23 further moves in the direction of arrow A from the point of contact between the members 1 and 2, the amount of movement of the slide table 23 between the members 1 and 2 due to the relationship between stress and strain. The pressing force according to the above will act. On the contrary, when the slide table 23 moves in the arrow B direction opposite to the arrow A, a gap having the same size as the movement amount is formed between the members 1 and 2.

【0028】次に、上記構成において、制御装置62の
制御内容を、図7に示すフローチャートを参照しながら
説明する。なお、同図には、主としてスライドテーブル
23の移動に関する制御内容を示した。
Next, the control contents of the control device 62 in the above-mentioned configuration will be described with reference to the flow chart shown in FIG. It should be noted that the control content mainly relating to the movement of the slide table 23 is shown in FIG.

【0029】円筒部材1と鍔付円筒部材2とを接合する
に際して、まず設定器69により、両部材1および2を
押圧状態で溶接するか、隙間を設けた状態で溶接するか
を設定すると共に、前者の場合には押圧力、後者の場合
には隙間寸法を設定する。そして、両部材1および2を
それぞれコレットチャック34およびブレード47内に
挿入し、その後、供給口36aから圧縮空気を供給して
エアシリンダ機構35によりコレットチャック34を矢
印C方向に移動させて円筒部材1を把持させると共に、
図示しないレバーを操作してブレード47を矢印D方向
に移動させて鍔付円筒部材2を把持させる。
When the cylindrical member 1 and the flanged cylindrical member 2 are joined, it is first set by the setting device 69 whether the two members 1 and 2 are to be welded in a pressed state or in a state where a gap is provided. In the former case, the pressing force is set, and in the latter case, the gap size is set. Then, both members 1 and 2 are inserted into the collet chuck 34 and the blade 47, respectively, and then compressed air is supplied from the supply port 36a to move the collet chuck 34 in the direction of arrow C by the air cylinder mechanism 35 to form a cylindrical member. While holding 1
By operating a lever (not shown), the blade 47 is moved in the direction of arrow D to grip the flanged cylindrical member 2.

【0030】しかして、溶接動作をスタートさせると、
テーブル駆動モータ27が正転起動し(ステップS
1)、このテーブル駆動モータ27の正方向回転によ
り、スライドテーブル23が矢印A方向に移動する。こ
のスライドテーブル23の矢印A方向への移動中、制御
装置62は、負荷電流検出回路66の検出電流が基準値
を越えるか否かを監視する状態となる(ステップS
2)。そして、円筒部材1が鍔付円筒部材2に当接する
と、テーブル駆動モータ27の負荷電流が増加し、基準
値を越えるようになるため、この時点で制御装置62
は、両部材1および2が当接したと判断し(ステップS
2で「YES」)、次に設定器68の設定内容が「部材
を押圧して溶接する」であったか否かを判断する(ステ
ップS3)。
When the welding operation is started,
The table drive motor 27 starts forward rotation (step S
1) The forward rotation of the table drive motor 27 causes the slide table 23 to move in the arrow A direction. While the slide table 23 is moving in the direction of arrow A, the control device 62 is in a state of monitoring whether the detected current of the load current detection circuit 66 exceeds the reference value (step S).
2). Then, when the cylindrical member 1 comes into contact with the flanged cylindrical member 2, the load current of the table drive motor 27 increases and exceeds the reference value.
Determines that both members 1 and 2 have come into contact with each other (step S
Then, it is determined whether or not the setting content of the setting device 68 is "press and weld a member" (step S3).

【0031】設定器68の設定内容が「部材を押圧して
溶接する」であった場合には、ステップS3で「YE
S」となり、テーブル駆動モータ27の正方向回転させ
たままの状態で、エンコーダ67の出力パルスをカウン
トし始める(ステップS4、ステップS5で「NO」の
繰り返し)。そして、エンコーダ67の出力パルスのカ
ウント数が設定器68により設定された押圧力に対応し
た設定数に達すると、換言すれば両部材1および2が当
接した時点からスライドテーブル23が或る量だけ移動
すると(ステップS5で「YES」)、テーブル駆動モ
ータ27が停止する。以上により、両部材1および2が
設定された押圧力で突き合わされた状態になる。
When the setting content of the setting device 68 is "press and weld the member", "YE" is selected in step S3.
S ”, the output pulse of the encoder 67 is started to be counted while the table drive motor 27 is being rotated in the forward direction (steps S4 and S5:“ NO ”is repeated). When the count number of the output pulse of the encoder 67 reaches the set number corresponding to the pressing force set by the setter 68, in other words, the slide table 23 is moved by a certain amount from the time when the members 1 and 2 come into contact with each other. If only moved (“YES” in step S5), the table drive motor 27 stops. As described above, both members 1 and 2 are brought into a butted state with the set pressing force.

【0032】一方、設定器68の設定内容が「部材間に
隙間を設けて溶接する」であった場合には、ステップS
3で「NO」となり、次のステップS8でテーブル駆動
モータ27が停止する。次いで、テーブル駆動モータ2
7が逆転起動し(ステップS10)、スライドテーブル
23をそれまでとは逆の矢印B方向に移動させると共
に、エンコーダ67の出力パルスをカウントし始める
(ステップS4、ステップS5で「NO」の繰り返
し)。そして、エンコーダ67の出力パルスのカウント
数が設定器68により設定された隙間寸法に対応した設
定数に達すると、換言すれば両部材1および2が当接し
た時点からスライドテーブル23が或る量だけ移動する
と(ステップS5で「YES」)、テーブル駆動モータ
27が停止する。以上により、両部材1および2間に僅
かな隙間が生じた状態になる。
On the other hand, if the setting content of the setter 68 is "weld with a gap between members", step S
The answer is NO in 3, and the table drive motor 27 is stopped in the next step S8. Next, table drive motor 2
7 starts to rotate in reverse (step S10), moves the slide table 23 in the direction of arrow B, which is the reverse of the above, and starts counting output pulses of the encoder 67 (steps S4 and S5 repeat "NO"). . Then, when the count number of the output pulse of the encoder 67 reaches the set number corresponding to the gap dimension set by the setter 68, in other words, the slide table 23 is moved by a certain amount from the time when the members 1 and 2 come into contact with each other. If only moved (“YES” in step S5), the table drive motor 27 stops. As described above, a slight gap is created between the members 1 and 2.

【0033】次に制御装置62は、レーザー光による溶
接を実行する(ステップS7)。この溶接は、主軸駆動
モータ48およびレーザー発振器65を駆動させつつ行
う。主軸駆動モータ48が駆動すると、その回転が減速
機51により減速されてボールスプラインシャフト49
に伝達され、当該シャフト49が低速度で回転する。そ
して、このボールスプラインシャフト49の回転は第1
および第2の歯車伝動機構57および58を介して主軸
32および41に伝達され、これにより円筒部材1およ
び鍔付円筒部材2が回転する。この状態でレーザー発振
器65から出力されたレーザー光が同じく図示しない加
工ヘッドから両円筒部材1および2の両端部に照射さ
れ、両部材1および2が溶接されるものである。
Next, the control device 62 executes welding by laser light (step S7). This welding is performed while driving the spindle drive motor 48 and the laser oscillator 65. When the main shaft drive motor 48 is driven, its rotation is reduced by the speed reducer 51 and the ball spline shaft 49
And the shaft 49 rotates at a low speed. The rotation of the ball spline shaft 49 is the first
And transmitted to the main shafts 32 and 41 via the second gear transmissions 57 and 58, whereby the cylindrical member 1 and the flanged cylindrical member 2 rotate. In this state, the laser beam output from the laser oscillator 65 is also applied to both ends of the cylindrical members 1 and 2 from a processing head (not shown), and the both members 1 and 2 are welded.

【0034】この場合、両円筒部材1および2を把持し
ている第1および第2の把持機構26および27の主軸
32および41は1本のボールスプラインシャフト49
により第1および第2の歯車伝動機構57および58を
介して回転駆動されるため、両主軸32および41ひい
ては両円筒部材1および2は同期して回転し、回転のず
れを生ずるおそれはない。
In this case, the main shafts 32 and 41 of the first and second gripping mechanisms 26 and 27 gripping the two cylindrical members 1 and 2 are one ball spline shaft 49.
Since it is rotationally driven by the first and second gear transmission mechanisms 57 and 58, both main shafts 32 and 41, and thus both cylindrical members 1 and 2 rotate synchronously, and there is no risk of rotational deviation.

【0035】なお、上記実施例ではボールスプラインシ
ャフト49とボールスプラインベアリング52とによ
り、スライドテーブル23の位置とは関係なく主軸駆動
モータ48の回転を第1の駆動歯車54に伝達できるよ
うにしたが、接合する部材が限定され、スライドテーブ
ル23の移動範囲が小さい場合には、普通の軸に第1の
駆動歯車54を固定し、第1の駆動歯車54に対する中
間歯車52のスライドにより、スライドテーブル23の
移動を許容するようにしてもよい。
In the above embodiment, the ball spline shaft 49 and the ball spline bearing 52 allow the rotation of the spindle drive motor 48 to be transmitted to the first drive gear 54 regardless of the position of the slide table 23. When the members to be joined are limited and the moving range of the slide table 23 is small, the first drive gear 54 is fixed to an ordinary shaft, and the slide of the intermediate gear 52 with respect to the first drive gear 54 causes the slide table to slide. 23 may be allowed to move.

【0036】また、上記実施例では中間歯車52,56
を2枚1組にして駆動歯車51,55および従動歯車5
3,57に噛合させたが、求められる溶接精度によって
は中間歯車を1枚構成としてバックラッシュを許容する
ようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the intermediate gears 52, 56
Drive gears 51, 55 and driven gear 5 as a set of two
Although the gears 3 and 57 are engaged with each other, one intermediate gear may be configured to allow backlash depending on the required welding accuracy.

【0037】さらには、主軸駆動モータ48の回転を主
軸32,44に伝達する伝動機構としては歯車伝動機構
に限られるものではなく、歯付プーリーと歯付ベルトか
らなるベルト伝動機構など、他に種々考えられる。
Further, the transmission mechanism for transmitting the rotation of the spindle drive motor 48 to the spindles 32, 44 is not limited to the gear transmission mechanism, but a belt transmission mechanism including a toothed pulley and a toothed belt may be used. There are various possibilities.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
合する両部材を突き合わせて溶接する場合の押圧力、両
部材間に隙間を設けて溶接する場合の隙間寸法を、両部
材の大きさや材質、レーザー光の強さ等の溶接条件に応
じて最適な値に設定できるので、両部材が「く」の字状
に屈曲する程度を一層少なくすることができる、という
優れた効果を奏するものである。
As described above, according to the present invention, the pressing force in the case where two members to be joined are butt-welded together, and the size of the gap in the case where a gap is provided between both members, the size of both members is Since the optimum value can be set according to the welding conditions such as the sheath material and the intensity of the laser beam, it is possible to further reduce the degree of bending of both members in a V shape. It is a thing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す平面図FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention.

【図2】縦断側面図[Figure 2] Vertical side view

【図3】拡大縦断正面図[Figure 3] Enlarged vertical section front view

【図4】把持機構の拡大縦断側面図FIG. 4 is an enlarged vertical side view of the gripping mechanism.

【図5】コレットチャックの拡大斜視図FIG. 5 is an enlarged perspective view of a collet chuck.

【図6】電気的構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration.

【図7】制御内容を示すフローチャートFIG. 7 is a flowchart showing control contents.

【図8】接合する2部材の拡大斜視図FIG. 8 is an enlarged perspective view of two members to be joined.

【図9】従来構成を示す縦断側面図FIG. 9 is a vertical sectional side view showing a conventional configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21はベース、23はスライドテーブル(移動テーブ
ル)、27はテーブル駆動モータ、28は固定テーブ
ル、29は移動側把持機構、30は固定側把持機構、3
2は主軸、34はコレットチャック、35はエアシリン
ダ機構、44は主軸、46はガイド部材、47はブレー
ド、48は主軸駆動モータ、54は第1の歯車伝動機
構、58は第2の歯車伝動機構、62は制御装置(当接
検出手段、移動量検出手段)、66は負荷電流検出手段
(当接検出手段)、67はエンコーダ(移動量検出手
段)である。
Reference numeral 21 is a base, 23 is a slide table (moving table), 27 is a table drive motor, 28 is a fixed table, 29 is a moving side gripping mechanism, 30 is a fixed side gripping mechanism, 3
2 is a main shaft, 34 is a collet chuck, 35 is an air cylinder mechanism, 44 is a main shaft, 46 is a guide member, 47 is a blade, 48 is a main shaft drive motor, 54 is a first gear transmission mechanism, and 58 is a second gear transmission. A mechanism, 62 is a control device (contact detection means, movement amount detection means), 66 is load current detection means (contact detection means), and 67 is an encoder (movement amount detection means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 接合する2個の部材の端部にレーザービ
ームを照射して溶接するレーザー溶接装置において、基
体に移動可能に設けられモータにより駆動される移動テ
ーブルと、この移動テーブルに設けられ接合する一方の
部材を把持する移動側把持装置と、前記基体に取り付け
られ接合する他方の部材を把持する固定側把持装置と、
前記移動テーブルの移動量を検出する移動量検出手段
と、前記移動テーブルの移動により前記一方の部材が他
方の部材に当接した時点を検出する当接検出手段と、こ
の当接検出手段により両部材の当接が検出された時点か
ら前記移動量検出手段の検出移動量が設定量に達するま
で前記モータを正方向或いは逆方向に回転させる制御手
段とを具備してなるレーザー溶接装置。
1. In a laser welding apparatus for irradiating a laser beam to the ends of two members to be joined to perform welding, a moving table movably provided on a base body and driven by a motor, and a moving table provided on the moving table. A moving-side gripping device that grips one member to be joined, and a fixed-side gripping device that is attached to the base body and that grips the other member to be joined,
A moving amount detecting means for detecting a moving amount of the moving table, a contact detecting means for detecting a time when the one member comes into contact with the other member due to the movement of the moving table, and a contact detecting means for detecting both of them. A laser welding apparatus comprising: a control unit that rotates the motor in a forward direction or a reverse direction until a movement amount detected by the movement amount detection unit reaches a set amount from the time when the contact of the member is detected.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107855646A (en) * 2017-10-18 2018-03-30 大族激光科技产业集团股份有限公司 Positioner, localization method, laser welding system and its welding method
CN108000010A (en) * 2017-12-08 2018-05-08 柳州通亿汽车配件制造有限公司 The transfer device of automobile bottom diskware welding
CN108500552A (en) * 2018-05-24 2018-09-07 天津彼洋科技有限公司 Positioner clamping and rotating system
CN110253204A (en) * 2019-07-16 2019-09-20 江苏汇能锅炉有限公司 A kind of boiler tube panel butt welder
CN116079318A (en) * 2023-04-11 2023-05-09 羲和智能装备(山东)有限公司 Automobile axle welding positioning device

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