JPH08215868A - 溶接モニタリング方法および溶接モニタリング装置 - Google Patents
溶接モニタリング方法および溶接モニタリング装置Info
- Publication number
- JPH08215868A JPH08215868A JP7021639A JP2163995A JPH08215868A JP H08215868 A JPH08215868 A JP H08215868A JP 7021639 A JP7021639 A JP 7021639A JP 2163995 A JP2163995 A JP 2163995A JP H08215868 A JPH08215868 A JP H08215868A
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- Japan
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非貫通となった溶接不良が発生した場合にお
いても溶接ビードが貫通したか否かをオンラインで検出
することができるようにする。 【構成】 板材１，２を突き合わせ、突き合わせ部５に
レーザビーム４を照射して突き合わせ部５を溶接する突
き合わせ溶接方法において、加工点からのレーザビーム
４の反射光の強度をレーザビーム４の波長に対して選択
的に感度を持つ光セサ６により測定し、強度の連続的な
変化に対し、境界値を設定してその境界値を基準とし、
反射光強度の大小により溶接ビード７が貫通したか否か
を判定手段８によって判定する。
いても溶接ビードが貫通したか否かをオンラインで検出
することができるようにする。 【構成】 板材１，２を突き合わせ、突き合わせ部５に
レーザビーム４を照射して突き合わせ部５を溶接する突
き合わせ溶接方法において、加工点からのレーザビーム
４の反射光の強度をレーザビーム４の波長に対して選択
的に感度を持つ光セサ６により測定し、強度の連続的な
変化に対し、境界値を設定してその境界値を基準とし、
反射光強度の大小により溶接ビード７が貫通したか否か
を判定手段８によって判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、２枚の板材を
突き合わせ、突き合わせ部にレーザビームを照射して２
枚の板の突き合わせ部分を溶接する突き合わせ溶接にお
いて、溶接ビードが貫通したか否かを溶接表面に照射さ
れたレーザビームの反射光の強度から判定するのに利用
される溶接モニタリング方法および溶接モニタリング装
置に関するものである。
突き合わせ、突き合わせ部にレーザビームを照射して２
枚の板の突き合わせ部分を溶接する突き合わせ溶接にお
いて、溶接ビードが貫通したか否かを溶接表面に照射さ
れたレーザビームの反射光の強度から判定するのに利用
される溶接モニタリング方法および溶接モニタリング装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の板材の突き合わせ溶接における溶
接モニタリング方法としては、図４に示すように、２枚
の板材１１，１２を突き合わせ、溶接ノズル１３と同軸
のレーザビーム１４を突き合わせ部１５に照射し、突き
合わせ部１５に沿ってレーザビーム１４を移動させて溶
接し、加工点において発生する溶接プラズマ１６の強度
をプラズマの光の波長に選択的な感度をもつフォトトラ
ンジスタ１７により検出し、溶接プラズマ１６の強度の
変化から突き合わせ溶接時に発生する溶接ビード１８に
おける溶接欠陥をオンラインで検出するようにしてい
た。
接モニタリング方法としては、図４に示すように、２枚
の板材１１，１２を突き合わせ、溶接ノズル１３と同軸
のレーザビーム１４を突き合わせ部１５に照射し、突き
合わせ部１５に沿ってレーザビーム１４を移動させて溶
接し、加工点において発生する溶接プラズマ１６の強度
をプラズマの光の波長に選択的な感度をもつフォトトラ
ンジスタ１７により検出し、溶接プラズマ１６の強度の
変化から突き合わせ溶接時に発生する溶接ビード１８に
おける溶接欠陥をオンラインで検出するようにしてい
た。
【０００３】その他の方法としては、図５に示すよう
に、可視光のスリット状のレーザビーム２１を溶接ビー
ド１８に損傷を与えない出力で照射できるレーザ発振機
２２を設け、スリット状のレーザビーム２１が溶接ビー
ド１８に照射されることにより、溶接ビード１８の表面
形状が映し出されるようにし、その映し出された溶接ビ
ード１８の形状をカメラ２３で撮影して画像処理を行
い、溶接部形状の異常を観察することにより溶接不良を
検出するようにしていた。
に、可視光のスリット状のレーザビーム２１を溶接ビー
ド１８に損傷を与えない出力で照射できるレーザ発振機
２２を設け、スリット状のレーザビーム２１が溶接ビー
ド１８に照射されることにより、溶接ビード１８の表面
形状が映し出されるようにし、その映し出された溶接ビ
ード１８の形状をカメラ２３で撮影して画像処理を行
い、溶接部形状の異常を観察することにより溶接不良を
検出するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の溶接モニタリング方法および装置にあって
は、図６に示すように、貫通溶接および非貫通溶接にか
かわらず溶接表面で発生する溶接プラズマの光の強度に
違いは見られず、図７に示すように、溶接後の溶接表面
における溶接部の形状は、非貫通溶接（図７の（ａ））
および貫通溶接（図７の（ｂ））にかかわらず変化がな
いため、非貫通となっている溶接不良を検出することが
できないおそれがあるという問題点があった。
うな従来の溶接モニタリング方法および装置にあって
は、図６に示すように、貫通溶接および非貫通溶接にか
かわらず溶接表面で発生する溶接プラズマの光の強度に
違いは見られず、図７に示すように、溶接後の溶接表面
における溶接部の形状は、非貫通溶接（図７の（ａ））
および貫通溶接（図７の（ｂ））にかかわらず変化がな
いため、非貫通となっている溶接不良を検出することが
できないおそれがあるという問題点があった。
【０００５】このような非貫通溶接は、溶接後の鋼板を
プレス加工して製品に成形する際に、溶接部で割れが発
生することがあり、このような割れが発生した場合には
製品として必要な強度を得ることができないおそれがあ
るばかりでなく、プレス加工時にプレス型の損傷を引き
起こす可能性があるため、現状では抜き取り検査を行う
ことにより品質の確認を行っている。
プレス加工して製品に成形する際に、溶接部で割れが発
生することがあり、このような割れが発生した場合には
製品として必要な強度を得ることができないおそれがあ
るばかりでなく、プレス加工時にプレス型の損傷を引き
起こす可能性があるため、現状では抜き取り検査を行う
ことにより品質の確認を行っている。
【０００６】しかしながら、このような抜き取り検査を
行う場合、作業工数がかかり、非貫通溶接となっている
ものが検査で見逃されて次のプレス工程へ流出した場
合、プレス型を損傷させないように、プレス工程に運ば
れた製品の全数検査を行わなければならないため、非貫
通溶接をオンラインで検出することがレーザ溶接におけ
る品質保証を行ううえでの課題であった。
行う場合、作業工数がかかり、非貫通溶接となっている
ものが検査で見逃されて次のプレス工程へ流出した場
合、プレス型を損傷させないように、プレス工程に運ば
れた製品の全数検査を行わなければならないため、非貫
通溶接をオンラインで検出することがレーザ溶接におけ
る品質保証を行ううえでの課題であった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題に対し
てなされたもので、非貫通となった溶接不良が発生した
場合においても、溶接ビードが貫通したか否かをオンラ
インで検出することができる溶接モニタリング方法およ
び溶接モニタリング装置を提供することを目的としてい
る。
てなされたもので、非貫通となった溶接不良が発生した
場合においても、溶接ビードが貫通したか否かをオンラ
インで検出することができる溶接モニタリング方法およ
び溶接モニタリング装置を提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる溶接モニ
タリング方法は、請求項１に記載しているように、板材
を突き合わせ、突き合わせ部にレーザビームを照射して
突き合わせ部を溶接する突き合わせ溶接方法において、
加工点からのレーザビームの反射光のとくに好ましくは
連続的な強度を測定し、強度の連続的な変化に対し、境
界値を設定してその境界値を基準とし、反射光強度の大
小により溶接ビードが貫通したか否かを判定する構成と
したことを特徴としている。
タリング方法は、請求項１に記載しているように、板材
を突き合わせ、突き合わせ部にレーザビームを照射して
突き合わせ部を溶接する突き合わせ溶接方法において、
加工点からのレーザビームの反射光のとくに好ましくは
連続的な強度を測定し、強度の連続的な変化に対し、境
界値を設定してその境界値を基準とし、反射光強度の大
小により溶接ビードが貫通したか否かを判定する構成と
したことを特徴としている。
【０００９】また、本発明に係わる溶接モニタリング装
置は、請求項２に記載しているように、加工点を指向し
且つレーザビームの波長に対して選択的に感度を持つこ
とにより加工点からのレーザビームの反射光の強度を測
定する光センサを備え、光センサから得られる測定強度
の変化から溶接ビードが貫通したか否かを判定する判定
手段を備えた構成としたことを特徴としている。
置は、請求項２に記載しているように、加工点を指向し
且つレーザビームの波長に対して選択的に感度を持つこ
とにより加工点からのレーザビームの反射光の強度を測
定する光センサを備え、光センサから得られる測定強度
の変化から溶接ビードが貫通したか否かを判定する判定
手段を備えた構成としたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用】本発明の請求項１に係わる溶接モニタリ
ング方法では、例えば２枚の板材を突き合わせ、突き合
わせ部にレーザビームを照射して前記２枚の板の突き合
わせ部を溶接する突き合わせ溶接方法において、加工点
からのレーザビームの反射光の強度を測定し、強度の連
続的な変化に対し、境界値を設定してその境界値を基準
とし、反射光強度の大小により溶接ビードが貫通したか
否かを判定するようにしたから、溶接ビードが非貫通で
ある溶接不良が発生したときにはこのような溶接不良が
オンラインで検出されることとなる。
ング方法では、例えば２枚の板材を突き合わせ、突き合
わせ部にレーザビームを照射して前記２枚の板の突き合
わせ部を溶接する突き合わせ溶接方法において、加工点
からのレーザビームの反射光の強度を測定し、強度の連
続的な変化に対し、境界値を設定してその境界値を基準
とし、反射光強度の大小により溶接ビードが貫通したか
否かを判定するようにしたから、溶接ビードが非貫通で
ある溶接不良が発生したときにはこのような溶接不良が
オンラインで検出されることとなる。
【００１１】また、本発明の請求項２に係わる溶接モニ
タリング装置では、加工点を指向し且つレーザビームの
波長に対して選択的に感度を持つことにより加工点から
のレーザビームの反射光の強度を測定する光センサを備
え、光センサから得られる測定強度の変化から溶接ビー
ドが貫通したか否かを判定する判定手段を備えた構成と
したことにより、溶接ビードが非貫通である溶接不良が
発生したときにはこのような溶接不良がオンラインで検
出されることとなり、この場合、レーザビームの波長以
外の波長をもつ光に起因するノイズは抑制されることと
なって、測定精度の高い溶接不良の検出が行われること
となる。
タリング装置では、加工点を指向し且つレーザビームの
波長に対して選択的に感度を持つことにより加工点から
のレーザビームの反射光の強度を測定する光センサを備
え、光センサから得られる測定強度の変化から溶接ビー
ドが貫通したか否かを判定する判定手段を備えた構成と
したことにより、溶接ビードが非貫通である溶接不良が
発生したときにはこのような溶接不良がオンラインで検
出されることとなり、この場合、レーザビームの波長以
外の波長をもつ光に起因するノイズは抑制されることと
なって、測定精度の高い溶接不良の検出が行われること
となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１３】図１および図２は、本発明に係わる溶接モ
ニタリング方法および溶接モニタリング装置の一実施例
を示す図である。
ニタリング方法および溶接モニタリング装置の一実施例
を示す図である。
【００１４】図１および図２に示す実施例では、２枚の
板材１，２が突き合わされ、溶接ノズル３と同軸のレー
ザビーム４が突き合わせ部５に照射され、突き合わせ部
５に沿ってレーザビーム４を移動する場合を示すもので
あって、溶接部からの反射光をレーザビームの波長に対
して選択的に感度をもつ光センサ６により検出するよう
にしている。
板材１，２が突き合わされ、溶接ノズル３と同軸のレー
ザビーム４が突き合わせ部５に照射され、突き合わせ部
５に沿ってレーザビーム４を移動する場合を示すもので
あって、溶接部からの反射光をレーザビームの波長に対
して選択的に感度をもつ光センサ６により検出するよう
にしている。
【００１５】この場合、図２に示すように、光センサ６
は、加工点に向けて溶接表面（溶接ビード７）に対し７
０度の角度θを持ち、光センサ６の出力信号は判定手段
である比較器８の一方に入力される。
は、加工点に向けて溶接表面（溶接ビード７）に対し７
０度の角度θを持ち、光センサ６の出力信号は判定手段
である比較器８の一方に入力される。
【００１６】また、判定手段である比較器８の他方には
所定値に設定された境界値が入力され、この比較器８に
おいて、光センサ６の出力信号が境界値に比べて大きい
か小さいかの判定がなされる。
所定値に設定された境界値が入力され、この比較器８に
おいて、光センサ６の出力信号が境界値に比べて大きい
か小さいかの判定がなされる。
【００１７】図３には、測定された反射光の強度と溶接
時間との関係を示す。
時間との関係を示す。
【００１８】非貫通溶接が発生した場合、溶接時のレー
ザの反射光量は多くなるため、非貫通溶接が発生した時
の反射光強度を測定し、ｎ＝１００での平均値と＋３σ
（標準偏差）を算出してそれらの値を許容範囲とした。
この場合、＋３σを非貫通溶接が発生するしきい値（す
なわち、境界値）とし、本実施例では３．５Ｖとした。
ザの反射光量は多くなるため、非貫通溶接が発生した時
の反射光強度を測定し、ｎ＝１００での平均値と＋３σ
（標準偏差）を算出してそれらの値を許容範囲とした。
この場合、＋３σを非貫通溶接が発生するしきい値（す
なわち、境界値）とし、本実施例では３．５Ｖとした。
【００１９】そして、レーザの反射光量がこのしきい値
（境界値）を超えたことが比較器８において判定された
場合に、非貫通溶接が発生したと判定されるので、この
ことにより、非貫通となった溶接が行われた製品をオン
ラインで判別することができることとなる。そしてこの
場合、レーザビーム４の波長以外の波長をもつ光に起因
するノイズを抑えることができるので、測定精度の高い
溶接不良の検出が可能となる。
（境界値）を超えたことが比較器８において判定された
場合に、非貫通溶接が発生したと判定されるので、この
ことにより、非貫通となった溶接が行われた製品をオン
ラインで判別することができることとなる。そしてこの
場合、レーザビーム４の波長以外の波長をもつ光に起因
するノイズを抑えることができるので、測定精度の高い
溶接不良の検出が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項１に係わる溶接モニタリング方法によれば、板材を突
き合わせ、突き合わせ部にレーザビームを照射して突き
合わせ部を溶接する突き合わせ溶接方法において、加工
点からのレーザビームの反射光の強度を測定し、強度の
連続的な変化に対し、境界値を設定してその境界値を基
準とし、反射光強度の大小により溶接ビードが貫通した
か否かを判定するようにしたから、溶接ビードが非貫通
である溶接不良が発生したときにはこのような溶接不良
をオンラインで検出することが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
項１に係わる溶接モニタリング方法によれば、板材を突
き合わせ、突き合わせ部にレーザビームを照射して突き
合わせ部を溶接する突き合わせ溶接方法において、加工
点からのレーザビームの反射光の強度を測定し、強度の
連続的な変化に対し、境界値を設定してその境界値を基
準とし、反射光強度の大小により溶接ビードが貫通した
か否かを判定するようにしたから、溶接ビードが非貫通
である溶接不良が発生したときにはこのような溶接不良
をオンラインで検出することが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
【００２１】また、本発明の請求項２に係わる溶接モニ
タリング装置によれば、加工点を指向し且つレーザビー
ムの波長に対して選択的に感度を持つことにより加工点
からのレーザビームの反射光の強度を測定する光センサ
を備え、光センサから得られる測定強度の変化から溶接
ビードが貫通したか否かを判定する判定手段を備えた構
成としたことにより、溶接ビードが非貫通である溶接不
良が発生したときにはこのような溶接不良をオンライン
で全数検査して検出することが可能となり、溶接ビード
が非貫通である製品の次工程への流出を抑えることが可
能になるという優れた効果がもたらされ、その結果、抜
き取り検査を行う必要がなくなり、さらには次工程に運
ばれた製品の全数検査を行う必要がなくなるため、工数
およびコストを大幅に低減することができるという優れ
た効果が得られる。
タリング装置によれば、加工点を指向し且つレーザビー
ムの波長に対して選択的に感度を持つことにより加工点
からのレーザビームの反射光の強度を測定する光センサ
を備え、光センサから得られる測定強度の変化から溶接
ビードが貫通したか否かを判定する判定手段を備えた構
成としたことにより、溶接ビードが非貫通である溶接不
良が発生したときにはこのような溶接不良をオンライン
で全数検査して検出することが可能となり、溶接ビード
が非貫通である製品の次工程への流出を抑えることが可
能になるという優れた効果がもたらされ、その結果、抜
き取り検査を行う必要がなくなり、さらには次工程に運
ばれた製品の全数検査を行う必要がなくなるため、工数
およびコストを大幅に低減することができるという優れ
た効果が得られる。
【図１】本発明に係わる溶接モニタリング方法および溶
接モニタリング装置の一実施例を示す斜視説明図であ
る。
接モニタリング装置の一実施例を示す斜視説明図であ
る。
【図２】本発明に係わる溶接モニタリング方法および溶
接モニタリング装置における光センサおよび判定手段の
部分を示す説明図である。
接モニタリング装置における光センサおよび判定手段の
部分を示す説明図である。
【図３】本発明に係わる溶接モニタリング方法および溶
接モニタリング装置による実施結果を示す説明図であ
る。
接モニタリング装置による実施結果を示す説明図であ
る。
【図４】従来の溶接モニタリング方法および溶接モニタ
リング装置による一例を示す斜面説明図である。
リング装置による一例を示す斜面説明図である。
【図５】従来の溶接モニタリング方法および溶接モニタ
リング装置による他の例を示す斜面説明図である。
リング装置による他の例を示す斜面説明図である。
【図６】従来の溶接モニタリング方法および溶接モニタ
リング装置による実施結果を示す説明図である。
リング装置による実施結果を示す説明図である。
【図７】従来の溶接モニタリング方法および溶接モニタ
リング装置による突き合わせ部の非貫通状態（図７の
（ａ））および貫通状態（図７の（ｂ））を示す溶接部
の断面説明図である。
リング装置による突き合わせ部の非貫通状態（図７の
（ａ））および貫通状態（図７の（ｂ））を示す溶接部
の断面説明図である。
【符号の説明】 １，２ 板材 ３ 溶接ノズル ４ レーザビーム ５ 突き合わせ部 ６ レーザビームの波長に対して選択的に感度を持つ光
センサ ７ 溶接ビード ８ 比較器（判定手段）
センサ ７ 溶接ビード ８ 比較器（判定手段）
Claims (2)
- 【請求項１】 板材を突き合わせ、突き合わせ部にレー
ザビームを照射して突き合わせ部を溶接する突き合わせ
溶接方法において、加工点からのレーザビームの反射光
の強度を測定し、強度の連続的な変化に対し、境界値を
設定してその境界値を基準とし、反射光強度の大小によ
り溶接ビードが貫通したか否かを判定することを特徴と
する溶接モニタリング方法。 - 【請求項２】 加工点を指向し且つレーザビームの波長
に対して選択的に感度を持つことにより加工点からのレ
ーザビームの反射光の強度を測定する光センサを備え、
光センサから得られる測定強度の変化から溶接ビードが
貫通したか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴
とする溶接モニタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02163995A JP3275988B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 突き合わせ溶接モニタリング方法および突き合わせ溶接モニタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02163995A JP3275988B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 突き合わせ溶接モニタリング方法および突き合わせ溶接モニタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08215868A true JPH08215868A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3275988B2 JP3275988B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=12060648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02163995A Expired - Fee Related JP3275988B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 突き合わせ溶接モニタリング方法および突き合わせ溶接モニタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3275988B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7186947B2 (en) * | 2003-03-31 | 2007-03-06 | Hypertherm, Inc. | Process monitor for laser and plasma materials processing of materials |
| JP2007326134A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Osaka Industrial Promotion Organization | レーザ突合せ溶接における溶接可否およびルートギャップ適否判定方法および装置 |
| JP2008188622A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Tokyu Car Corp | レーザ溶接部形成方法 |
| JP2009115767A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Toyota Motor Corp | 溶接品質検査装置および溶接品質検査方法 |
| WO2022181060A1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工状態の判定方法及び判定装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2023061288A (ja) | 2021-10-19 | 2023-05-01 | 株式会社アマダ | 溶接システム及び溶接結果判定装置 |
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| JPH0566202A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Nissan Motor Co Ltd | 溶接状態検出装置 |
| JPH06142960A (ja) * | 1992-11-07 | 1994-05-24 | Kitagawa Iron Works Co Ltd | レーザ切断方法 |
| JPH06262377A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ溶接の溶接状態および溶接条件管理方法 |
-
1995
- 1995-02-09 JP JP02163995A patent/JP3275988B2/ja not_active Expired - Fee Related
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