JPH11320159A - Method and device for laser welding - Google Patents

Method and device for laser welding

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Publication number
JPH11320159A
JPH11320159A JP10134833A JP13483398A JPH11320159A JP H11320159 A JPH11320159 A JP H11320159A JP 10134833 A JP10134833 A JP 10134833A JP 13483398 A JP13483398 A JP 13483398A JP H11320159 A JPH11320159 A JP H11320159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
processing
light
workpiece
detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP10134833A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Mitsuyanagi
直毅 三柳
Yoshiaki Shimomura
義昭 下村
Shigeyuki Sakurai
茂行 桜井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPH11320159A publication Critical patent/JPH11320159A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable combination with a robot with low positioning accuracy, and adjust the position by a simple method so as to carry out laser welding. SOLUTION: A detecting laser from a laser diode 510 is reflected by a polarized prism 512 and radiated at the position separated by L2 from a center axis O of a work 1 via a lens 513 and the like. Then, the laser is reflected by the work 1 and incident on a photo diode 511. An optical axis of a processing laser light from an optical fiber 4 is set at the position separated by L1 from the center axis O of the work 1 in the route via a lens 520 and the like. A motor 55 inside a processing head is rotated for rotating wedge substrates 515, 521 and parallel flat substrates 516, 522. Furthermore, the irradiation position of the detecting laser and the optical axis of the processing laser in the work 1 are revolved around the center axis O as a center for detecting the butt face by the reflection light of the detecting laser. When the optical axis of the processing laser is positioned at the butt face, the processing laser is radiated to the work 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発振器から
出力されたレーザビームを光ファイバ等で伝送し、ロボ
ット等で位置決めしながら、レーザによる突き合わせ溶
接を行う場合のレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser welding method and a laser welding apparatus in which a laser beam output from a laser oscillator is transmitted through an optical fiber or the like, and butt welding is performed by a laser while positioning with a robot or the like. .

【0002】[0002]

【従来の技術】パルスレーザ光を利用した加工として
は、切断、穴あけ、溶接等の加工方法が機械、電子、半
導体装置などの多方面の分野の製造過程で利用されてい
る。従来のパルスレーザ溶接装置の構成をロボットと組
み合わせた場合を例にとって図8及び図9を参照しなが
ら説明する。
2. Description of the Related Art As processing using pulsed laser light, processing methods such as cutting, drilling, welding, and the like are used in manufacturing processes in various fields such as machines, electronics, and semiconductor devices. An example in which the configuration of a conventional pulse laser welding apparatus is combined with a robot will be described with reference to FIGS.

【0003】従来のパルスレーザ溶接装置は、図8にそ
の一例を示すように、レーザヘッド31及びレーザ電源
32から構成されるレーザ発振器3と、レーザ発振器3
から出力されたレーザビームを伝送する光ファイバ4
と、光ファイバ4から出射したレーザビームを集光する
加工ヘッド5とを備えている。
As shown in FIG. 8, a conventional pulse laser welding apparatus includes a laser oscillator 3 comprising a laser head 31 and a laser power source 32,
Optical fiber 4 for transmitting the laser beam output from
And a processing head 5 for condensing a laser beam emitted from the optical fiber 4.

【0004】パルスレーザ溶接装置は、さらに、加工ヘ
ッド5を備え、この加工ヘッド5は、ロボット2によ
り、被加工物であるワーク1に対して相対移動させられ
る。そして、レーザ電源32は、レーザコントローラ3
20と、安定化電源321と、コンデンサ部322と、
スイッチ部323とを備えている。
[0004] The pulse laser welding apparatus further includes a processing head 5, which is relatively moved by a robot 2 with respect to a workpiece 1 which is a workpiece. The laser power supply 32 is connected to the laser controller 3.
20, a stabilized power supply 321, a capacitor unit 322,
A switch unit 323.

【0005】レーザコントローラ320から指令された
電圧値に従って、供給された交流電圧が安定化電源32
1により直流に変換され、変換された直流電圧がコンデ
ンサ部322に供給される。そして、コンデンサ部32
2に蓄積された電荷がスイッチ部323に供給され、こ
のスイッチ部323の開閉タイミングに基づきレーザヘ
ッド31の励起ランプ310に放電される。
In accordance with the voltage value instructed by the laser controller 320, the supplied AC voltage is
1, and the converted DC voltage is supplied to the capacitor unit 322. Then, the capacitor unit 32
2 is supplied to the switch unit 323, and discharged to the excitation lamp 310 of the laser head 31 based on the opening / closing timing of the switch unit 323.

【0006】スイッチ部323の開閉はレーザコントロ
ーラ320からパルス幅及びパルス周波数を指令するト
リガ信号に従って行われる。以上により、レーザヘッド
31よりパルス状のレーザ光が出射され、光ファイバ
4、加工ヘッド5を介してワーク1に照射される。
The opening and closing of the switch section 323 is performed in accordance with a trigger signal instructing a pulse width and a pulse frequency from the laser controller 320. As described above, a pulsed laser beam is emitted from the laser head 31 and is applied to the work 1 via the optical fiber 4 and the processing head 5.

【0007】次に、上記のようなパルスレーザ加工装置
とロボット2とを組み合わせて、例えば薄板の突き合わ
せ溶接を行う場合を説明する。図9の(A)は直線の突
き合わせ溶接、(B)は曲線の突き合わせ溶接を行う場
合の例である。図9の(A)の場合は、加工始点Aと終
点Eの座標をロボット2等に入力し、A点とE点間を直
線補間で加工ヘッド5を移動させ、その間にレーザを照
射することによって突き合わせ溶接を行う。
Next, a case where the above-described pulse laser processing apparatus and the robot 2 are combined to perform, for example, butt welding of a thin plate will be described. FIG. 9A shows an example in which straight line butt welding is performed, and FIG. 9B shows an example in which curved butt welding is performed. In the case of FIG. 9A, the coordinates of the processing start point A and the end point E are input to the robot 2 and the like, the processing head 5 is moved by linear interpolation between the points A and E, and a laser is irradiated during that time. Butt welding.

【0008】また、図9の(B)の場合は、加工始点A
と終点Eと、その間の任意の点B及びCを設定し、それ
ぞれの点の間を直線或いは円弧補間で、加工ヘッド5を
移動させてレーザ溶接を行う。この場合、ロボット2は
始点、終点及び中間点においてインポジションチェック
を行うため、ある位置精度範囲内に入るが、その間の経
路は、図9中に点線で示すように、サーボの遅れ等で上
記A点〜E点より大きな位置誤差が発生する。特に、多
関節ロボットの場合は図9(A)のような直線も各軸の
組み合わせで移動するため、直交型のロボットより大き
な位置誤差が発生する。
Also, in the case of FIG.
, An end point E, and arbitrary points B and C between them are set, and laser welding is performed by moving the processing head 5 between the points by linear or circular interpolation. In this case, since the robot 2 performs an in-position check at the start point, the end point, and the intermediate point, the robot 2 falls within a certain position accuracy range. A position error larger than the points A to E occurs. In particular, in the case of an articulated robot, since a straight line as shown in FIG. 9A also moves by a combination of each axis, a larger position error occurs than an orthogonal robot.

【0009】一方、レーザ溶接は一般的にビード幅が狭
く、深溶け込みの溶接を特長としているため、例えば、
突き合わせ溶接において突き合わせ面からレーザ照射位
置がずれると、十分な溶け込みが得られず、所定の強度
が得られないなどの問題が発生する。
On the other hand, laser welding generally has a narrow bead width and features deep penetration welding.
If the laser irradiation position is displaced from the butt surface in the butt welding, problems such as insufficient penetration and a predetermined strength cannot be obtained.

【0010】上記に示したようなロボットと組み合わせ
てレーザ溶接装置を使用する場合、特に始点、終点等は
問題ないが、その経路においてレーザ照射の位置ずれが
発生し、強度不足といった問題を引き起こす場合があ
る。
When the laser welding apparatus is used in combination with the robot as described above, there is no problem particularly at the start point and the end point, but when the laser irradiation is displaced along the path, causing a problem such as insufficient strength. There is.

【0011】このため、照射位置の精度を上げるために
下記に示すようにいろいろな方法が採られている。 (1)レーザ加工中の照射位置と相関のある現象(例え
ばプラズマの発光)をモニタリングし、この現象を基準
に照射位置を制御する方法(特公昭59−33077号
公報、特公昭59−218291号公報)。 (2)レーザ加工位置に先行させて、光等を利用した加
工位置の検出を行い、この検出値を基に加工位置の補正
を行う方法(特開昭61−123494号公報、特公平
6−88150号公報、特開昭63−154283号公
報、特開平3−981079号公報等の光切断法を用い
た方法)。
For this reason, various methods have been adopted as described below in order to improve the accuracy of the irradiation position. (1) A method of monitoring a phenomenon (for example, plasma emission) correlated with the irradiation position during laser processing and controlling the irradiation position based on this phenomenon (Japanese Patent Publication Nos. 59-33077 and 59-218291). Gazette). (2) A method of detecting a processing position using light or the like prior to a laser processing position and correcting the processing position based on the detected value (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-123494, Japanese Patent Publication No. 88150, JP-A-63-154283, JP-A-3-981079, and the like using a light-section method.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した加工
位置の補正方法等には以下のような問題点がある。 (1)レーザ加工中の現象を利用する場合は、現象を検
出してから、つまり、加工後の結果をフィードバックし
てから、位置補正を行うために、補正に遅れが発生して
しまう。 (2)加工中に発生する現象そのものが、加工位置以外
の要因でも発生するため、加工位置による発生現象とこ
れ以外の要因による発生現象とを区別して検出すること
が困難である。 (3)何らかの加工位置検出手段によって、加工中或い
は加工直前の加工位置を精度良く検出することが考えら
れるが、ロボット等の移動軸の精度が良くない場合、加
工位置検出手段の検出範囲内に加工位置が入っていない
ことがあり、このときには、加工位置を検出することが
できない。 (4)ロボット等のサーボ制御に補正値を付加すること
も考えられるが、本来のロボットの制御方法そのものか
ら変更する必要があり、大幅な変更が必要で、簡便な方
法とは言えない。 (5)光切断法のような画像処理を伴う方法により加工
位置を検出して補正する方法を採用することも考えられ
るが、この方法の場合には、検出位置を算出するための
演算時間が長くなるため、加工速度が遅くなってしま
う。
However, the above-described method of correcting the processing position has the following problems. (1) When a phenomenon during laser processing is used, the position is corrected after the phenomenon is detected, that is, after the result after the processing is fed back, so that the correction is delayed. (2) Since the phenomenon itself that occurs during machining is caused by factors other than the machining position, it is difficult to distinguish and detect the phenomenon caused by the machining position and the phenomenon caused by other factors. (3) It is conceivable to accurately detect the processing position during or immediately before the processing by some processing position detecting means. The processing position may not be included, and at this time, the processing position cannot be detected. (4) It is conceivable to add a correction value to the servo control of the robot or the like, but it is necessary to change the original control method of the robot itself, and a large change is required, which is not a simple method. (5) It is conceivable to adopt a method of detecting and correcting a processing position by a method involving image processing such as a light section method. In this method, however, the calculation time for calculating the detection position is reduced. Since it becomes longer, the processing speed becomes slower.

【0013】本発明の目的は、レーザ溶接のために組み
合わせるロボット等の加工位置誤差に対し、被加工物表
面の変化を高速に検出し、位置決め精度の低いロボット
と組み合わせることが可能で、かつ、ロボット等の制御
部を変更しない簡便な手段で上記検出に基づいて位置補
正を行いながらレーザ溶接が行えるレーザ溶接装置及び
レーザ溶接方法を実現することである。
An object of the present invention is to detect a change in the surface of a workpiece at a high speed with respect to a processing position error of a robot or the like combined for laser welding, and to combine with a robot having a low positioning accuracy. An object of the present invention is to realize a laser welding apparatus and a laser welding method capable of performing laser welding while performing position correction based on the above detection by simple means that does not change a control unit such as a robot.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成される。 (1)パルス状の加工用レーザ光を発振し、上記加工用
レーザ光を被加工物に照射して上記被加工物を溶接する
レーザ溶接方法において、被加工物の表面の変化を検出
するための検出光を発生し、上記被加工物の表面上で上
記検出光及び上記加工用レーザ光の光軸を、互いに同軸
で公転させ、上記検出光の被加工物からの反射光を検出
して、上記被加工物の加工予定位置を検出し、検出した
予定位置に、上記加工用レーザを照射して、上記被加工
物を加工する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. (1) In a laser welding method of oscillating a pulsed processing laser beam and irradiating the processing laser beam onto the workpiece to weld the workpiece, a change in the surface of the workpiece is detected. The detection light is generated, and the optical axes of the detection light and the processing laser light are revolved coaxially on the surface of the workpiece, and the reflected light of the detection light from the workpiece is detected. The processing position of the object is detected, and the detected position is irradiated with the processing laser to process the object.

【0015】(2)また、パルス状の加工用レーザ光を
発振するレーザ発振器と、上記加工用レーザ光を被加工
物の加工位置まで誘導する為の加工光学系とを備えるレ
ーザ溶接装置において、被加工物の表面の変化を検出す
るための検出光を発生する検出光源と、上記被加工物か
らの検出光の反射光を検出し、検出した光に対応する検
出信号を発生する検出手段と、上記検出信号に基づき、
上記被加工物の所定の加工位置に加工用レーザ光が照射
されるように上記パルスレーザ光の発振を制御する制御
手段と、上記被加工物の表面上で上記検出光及び上記加
工用レーザ光の光軸を、互いに同軸で公転させる回転光
学系と、を備える。
(2) A laser welding apparatus comprising: a laser oscillator for oscillating a pulsed laser beam for processing; and a processing optical system for guiding the processing laser beam to a processing position of a workpiece. A detection light source that generates detection light for detecting a change in the surface of the workpiece, and detection means that detects reflected light of the detection light from the workpiece and generates a detection signal corresponding to the detected light. , Based on the detection signal,
Control means for controlling the oscillation of the pulsed laser light so that a predetermined processing position of the workpiece is irradiated with the processing laser light; and the detection light and the processing laser light on the surface of the workpiece. And a rotating optical system that revolves the optical axes of the lenses coaxially with each other.

【0016】上記のように構成した本発明においては、
検出光源から加工位置における被加工物の加工予定位置
を検出するための検出光を発生しておき、この検出光を
回転光学系によって中心軸からある距離だけ偏心させ公
転させる。検出手段で被加工物からの検出光の変化を検
出し、加工予定位置に相当する検出信号を発生する。
In the present invention configured as described above,
A detection light for detecting a planned processing position of a workpiece at a processing position is generated from a detection light source, and the detection light is decentered by a certain distance from a central axis by a rotating optical system and revolved. The detection means detects a change in the detection light from the workpiece and generates a detection signal corresponding to the planned processing position.

【0017】一方、加工用レーザ光の光軸も検出光と、
同軸で被加工物上に回転光学系によって公転させる。制
御手段は、上記検出手段の加工予定位置を示す検出信号
を基に、加工用レーザ光を発振させ、被加工物上に照射
する。
On the other hand, the optical axis of the processing laser light is also the detection light,
It is revolved on a workpiece coaxially by a rotating optical system. The control means oscillates the processing laser light based on the detection signal indicating the processing expected position of the detection means and irradiates the processing laser light on the workpiece.

【0018】これにより、ロボット等による位置決め軌
跡が加工予定位置からずれたとしても、検出光の公転半
径内に加工予定位置があれば、検出光及び検出手段によ
って加工予定位置を検出でき、確実に加工予定位置にレ
ーザ光を照射することができる。言い換えれば、ロボッ
ト等の制御に変更を加えることなく、確実に加工予定位
置の溶接が可能となる。
Thus, even if the positioning trajectory of the robot or the like deviates from the expected processing position, if the expected processing position is within the revolution radius of the detection light, the detected light and the detecting means can detect the expected processing position, thereby ensuring the processing. It is possible to irradiate the processing scheduled position with laser light. In other words, welding at the planned processing position can be reliably performed without changing the control of the robot or the like.

【0019】また、単純な検出光の変化によって、加工
予定位置を検出することができるので、画像処理のよう
な空間的な処理を必要とせず高速な処理が可能である。
Further, since the planned processing position can be detected by a simple change in the detection light, high-speed processing can be performed without requiring spatial processing such as image processing.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明によるレーザ溶接装置及び
レーザ溶接方法の一実施形態について、図1〜図7によ
り説明する。図1は、本発明の一実施形態であるレーザ
溶接装置の概略構成図である。図1において、本発明の
一実施形態であるレーザ溶接装置には、レーザヘッド3
1とレーザ電源32とから構成されるレーザ発振器3、
光ファイバ4、加工光学系と検出系とを搭載する加工ヘ
ッド5、及び検出光を基にレーザ発振を制御するレーザ
発振制御手段6とが備えられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a laser welding apparatus and a laser welding method according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser welding apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a laser welding device according to an embodiment of the present invention includes a laser head 3.
A laser oscillator 3 including a laser power source 1 and a laser power source 32;
An optical fiber 4, a processing head 5 on which a processing optical system and a detection system are mounted, and laser oscillation control means 6 for controlling laser oscillation based on the detection light are provided.

【0021】また、被加工物であるワーク1に対し、加
工ヘッド5を相対的に移動させる、例えば、ロボット2
が、レーザ溶接装置に組み合わされている。ロボット2
は一般的によく使用される関節型或いは直交型のロボッ
トで、通常、機構部21とコントローラ22とから構成
され、コントローラ22は機構部21の移動制御に加
え、レーザ発振器3に加工開始/終了などの簡単な制御
を行う。
Further, the processing head 5 is relatively moved with respect to the workpiece 1 which is a workpiece.
Are combined with a laser welding device. Robot 2
Is a commonly used articulated or orthogonal robot, which is usually composed of a mechanical unit 21 and a controller 22. In addition to controlling the movement of the mechanical unit 21, the laser oscillator 3 starts / ends machining. Perform simple control such as.

【0022】レーザ電源32は、レーザコントローラ3
20、安定化電源321、コンデンサ部322、及びス
イッチ部323を有する。このレーザ電源32では、ま
ず、外部交流電源より供給された交流電圧が安定化電源
部321に供給され、レーザコントローラ320から指
令された電圧値に従って直流電圧に変えられ、コンデン
サ部322に供給される。
The laser power supply 32 is connected to the laser controller 3
20, a stabilizing power supply 321, a capacitor unit 322, and a switch unit 323. In the laser power supply 32, first, an AC voltage supplied from an external AC power supply is supplied to the stabilizing power supply section 321, changed to a DC voltage according to a voltage value instructed by the laser controller 320, and supplied to the capacitor section 322. .

【0023】コンデンサ部322に上記電圧値で供給さ
れた電荷は、レーザコントローラ320からのトリガ信
号FPによる所定のパルス幅でのスイッチ部323の開
閉動作により、レーザヘッド31に備えられたレーザ励
起ランプ310に供給される。このパルス状の電荷によ
り上記フラッシュランプ310が発光し、これによりレ
ーザ媒体が励起されパルス状のレーザ光が出射される。
The charge supplied to the capacitor unit 322 at the above voltage value is supplied to the laser excitation lamp provided in the laser head 31 by opening and closing the switch unit 323 with a predetermined pulse width according to a trigger signal FP from the laser controller 320. 310. The pulsed charges cause the flash lamp 310 to emit light, thereby exciting the laser medium and emitting pulsed laser light.

【0024】加工ヘッド5には後述する検出光源と検出
手段としてのレーザダイオード510及びフォトダイオ
ード511が備えられ、フォトダイオード511からの
検出信号は発振制御手段6に入力される。検出信号が発
振制御手段6に入力されると、発振制御手段6は、レー
ザ電源32内のレーザコントローラ320にトリガ信号
TPを出力する。レーザコントローラ320は、コント
ローラ22から加工開始/終了指令信号が供給され、こ
の信号により動作が制御される。
The processing head 5 is provided with a detection light source described later, a laser diode 510 and a photodiode 511 as detection means, and a detection signal from the photodiode 511 is input to the oscillation control means 6. When the detection signal is input to the oscillation control means 6, the oscillation control means 6 outputs a trigger signal TP to the laser controller 320 in the laser power supply 32. The laser controller 320 is supplied with a processing start / end command signal from the controller 22, and its operation is controlled by this signal.

【0025】また、図2に示すように、制御手段6に
は、オペアンプ等で構成された比較手段としてのコンパ
レータ61、遅延手段としてのディレイ回路62及びト
リガ回路63が備えられている。
As shown in FIG. 2, the control means 6 is provided with a comparator 61 as a comparison means composed of an operational amplifier and the like, a delay circuit 62 as a delay means, and a trigger circuit 63.

【0026】そして、フォトダイオード511からの検
出信号がコンパレータ61に供給され、このコンパレー
タ61で2値化されて矩形波信号が生成され、ディレイ
回路62でこの矩形波信号に遅延時間が与えられる。続
いて、ディレイ回路62で遅延された矩形波信号はトリ
ガ回路63に供給され、このトリガ回路63によって矩
形波信号の中からレーザ照射のためのトリガ信号TPが
生成される。そして、このトリガ信号TPがレーザコン
トローラ320に出力される。
The detection signal from the photodiode 511 is supplied to a comparator 61, which binarizes the signal to generate a rectangular signal, and a delay circuit 62 gives a delay time to the rectangular signal. Subsequently, the rectangular wave signal delayed by the delay circuit 62 is supplied to a trigger circuit 63, and the trigger circuit 63 generates a trigger signal TP for laser irradiation from the rectangular wave signal. Then, the trigger signal TP is output to the laser controller 320.

【0027】トリガ信号TPが入力されたレーザコント
ローラ320は、上述したような過程にしたがって、ト
リガ信号Pに基づきスイッチ部323を動作させ、パル
スレーザ光が励起ランプ310から発振される。
The laser controller 320 to which the trigger signal TP has been input operates the switch section 323 based on the trigger signal P according to the above-described process, and the pulsed laser light is oscillated from the excitation lamp 310.

【0028】また、図3は、加工ヘッド5の内部構成図
である。この加工ヘッド5は以下に説明するように、加
工位置検出のための検出光学系(a)と、レーザ加工の
ための加工光学系(b)と、加工位置検出及びレーザ加
工の両用の光学系(c)とで構成される。
FIG. 3 is an internal configuration diagram of the processing head 5. As described below, the processing head 5 includes a detection optical system (a) for detecting a processing position, a processing optical system (b) for laser processing, and an optical system for both processing position detection and laser processing. (C).

【0029】(a)検出光学系 検出光学系は、検出光源としてのレーザダイオード51
0(以下LD510と略す)、反射光を検出するフォト
ダイオード511(以下PD511と略す)、LD51
0からのレーザ光を反射しワーク1からの反射光を通過
する偏光プリズム512を備える。また、検出光学系
は、LD510からのレーザ光をコリメートすると共に
ワーク1からの反射光をPD511上に結像するレンズ
513、通過するレーザ光の偏光方向を変える1/4波
長板514、LD510からのレーザ光の照射位置を偏
心させるためのウェッジ基板515、入射光と反射光の
経路を平行移動させる平行平面基板516を備えてい
る。
(A) Detection Optical System The detection optical system includes a laser diode 51 as a detection light source.
0 (hereinafter abbreviated as LD510), photodiode 511 (hereinafter abbreviated as PD511) for detecting reflected light, LD51
A polarizing prism 512 is provided to reflect the laser light from 0 and pass the reflected light from the work 1. The detection optical system includes a lens 513 that collimates the laser light from the LD 510 and forms an image of the reflected light from the work 1 on the PD 511, a quarter-wave plate 514 that changes the polarization direction of the passing laser light, and the LD 510. A wedge substrate 515 for decentering the irradiation position of the laser light, and a parallel plane substrate 516 for moving the paths of the incident light and the reflected light in parallel.

【0030】(b)加工光学系 加工光学系は、光ファイバ4から出力されたレーザ光を
コリメートするレンズ520、加工用レーザ光の照射位
置を偏心させるウェッジ基板521、加工用レーザの照
射方向をワーク1に対し直角にするための平行平面基板
522、加工用レーザの光軸を検出光学系の方に曲げる
ベンディングミラー523を備えている。
(B) Processing Optical System The processing optical system includes a lens 520 for collimating the laser light output from the optical fiber 4, a wedge substrate 521 for deviating the irradiation position of the processing laser light, and a light emitting direction of the processing laser. A parallel plane substrate 522 for making a right angle to the work 1 and a bending mirror 523 for bending the optical axis of the processing laser toward the detection optical system are provided.

【0031】(c)両用光学系 検出光学系及び加工光学系の両方で使用する光学系は、
検出用LD510の光は透過し、加工用レーザ光に対し
て反射特性を持つダイクロイックミラー53、LD51
0からのレーザ光及び加工用レーザ光をそれぞれ集光す
る集光レンズ54を備える。また、LD510からのレ
ーザ光及び加工用レーザ光はそれぞれワーク1面では中
心軸Oに対し偏心して照射されるが、この中心軸Oを中
心として照射位置を公転させるために、ウエッジ基板5
15、521、平行平面基板516、522を同時に回
転させるモータ55が備えられている。
(C) Dual-Use Optical System The optical system used in both the detection optical system and the processing optical system includes:
The dichroic mirror 53 and the LD 51 which transmit the light of the detection LD 510 and have a reflection characteristic with respect to the processing laser light.
A condenser lens 54 for condensing the laser light from 0 and the processing laser light respectively is provided. The laser light and the processing laser light from the LD 510 are irradiated on the surface of the work 1 eccentrically with respect to the central axis O. In order to revolve the irradiation position around the central axis O, the wedge substrate 5
A motor 55 is provided for simultaneously rotating the flat substrates 15, 521 and the parallel flat substrates 516, 522.

【0032】この加工ヘッド5の機能を以下に説明す
る。まず、レーザヘッド31から出力されたパルスレー
ザ光のビームは光ファイバ4に入力され、光ファイバ4
から出力されたレーザ光は、レンズ520でコリメート
され、ほぼ平行なビームとなる。この平行なビームはウ
エッジ基板521によって、ある角度だけ傾斜した平行
ビームとなり、平行平面基板522によって平行ビーム
の光軸が集光レンズ54のフロントフォーカスFを通る
ように平行移動される。
The function of the processing head 5 will be described below. First, the beam of the pulsed laser light output from the laser head 31 is input to the optical fiber 4,
Is collimated by the lens 520 into a substantially parallel beam. The parallel beam becomes a parallel beam inclined by a certain angle by the wedge substrate 521, and is translated by the parallel plane substrate 522 so that the optical axis of the parallel beam passes through the front focus F of the condenser lens 54.

【0033】平行平面基板522により平行移動された
レーザビームは、ベンディングミラー523及びダイク
ロイックミラー53で方向が変えられ、集光レンズ54
に傾斜して入射される。この集光レンズ54に入射され
るレーザビームは、フロントフォーカスFを通っている
ため、ワーク1に集光・入射する位置は、ワーク1に対
して垂直で集光レンズ54の中心軸Oから外れた位置と
なる。
The direction of the laser beam translated by the parallel plane substrate 522 is changed by the bending mirror 523 and the dichroic mirror 53, and the condensing lens 54.
The light is incident obliquely. Since the laser beam incident on the condenser lens 54 passes through the front focus F, the position where the laser beam is condensed and incident on the work 1 is perpendicular to the work 1 and deviated from the central axis O of the condenser lens 54. Position.

【0034】また、モータ55によってウェッジ基板5
21及び平行平面基板522を回転させると、ワーク1
に集光されるレーザ光の照射位置は中心軸Oを中心に距
離L1だけ離れた位置で公転する。
The wedge substrate 5 is driven by the motor 55.
21 and the parallel plane substrate 522, the work 1
The irradiation position of the laser beam condensed on the orbit revolves at a position separated by a distance L1 about the central axis O.

【0035】つまり、レーザヘッド31から出射される
レーザ光の光軸は、中心軸Oを中心として、この中心軸
Oから距離L1だけ離れた位置で公転している。そし
て、レーザヘッド31から、実際にレーザ光が出射され
ると、その出射された時点での、上記光軸のワーク1上
の位置にレーザビームが照射される。
That is, the optical axis of the laser beam emitted from the laser head 31 revolves around the central axis O at a position separated by a distance L1 from the central axis O. When the laser light is actually emitted from the laser head 31, the laser beam is applied to the position of the optical axis on the work 1 at the time when the laser light is emitted.

【0036】一方、LD510から出力したレーザ光
は、偏光プリズム512で反射され、レンズ513でコ
リメートされ、1/4波長板514を通過され、ここで
45°偏光面が回転される。1/4波長板514を通過
したレーザビームは、ウエッジ基板515で方向が傾け
られ、平行平面基板516で同じく集光レンズ54のフ
ロントフォーカスFを通るように平行移動され、集光レ
ンズ54に傾斜して入射され、中心軸Oからある距離L
2だけ離れた位置であって、ワーク1に対して垂直に集
光される。
On the other hand, the laser light output from the LD 510 is reflected by the polarizing prism 512, collimated by the lens 513, passed through the quarter-wave plate 514, where the polarization plane is rotated by 45 °. The laser beam that has passed through the 波長 wavelength plate 514 is tilted in direction by the wedge substrate 515, is translated by the parallel plane substrate 516 so as to pass through the front focus F of the condenser lens 54, and is inclined by the condenser lens 54. And a certain distance L from the central axis O
Light is condensed perpendicularly to the work 1 at a position separated by two.

【0037】ここで、ワーク1の表面から反射した光
は、入射時と同じ経路で、集光レンズ54、ダイクロイ
ックミラー53、平行平面基板516、ウエッジ基板5
15を通過し、1/4波長板514で再度、偏光面が4
5°回転する。そして、偏光面が45°回転した光は、
LD510から出たときに比べ偏光面が90°回転した
光となって、レンズ513を経て偏光プリズム512に
入射する。
Here, the light reflected from the surface of the work 1 travels along the same path as that at the time of incidence, and the condenser lens 54, the dichroic mirror 53, the parallel plane substrate 516, and the wedge substrate 5
15 and the polarization plane is again changed to 4 by the 波長 wavelength plate 514.
Rotate 5 °. And the light whose polarization plane is rotated by 45 ° is
The light becomes a light whose polarization plane is rotated by 90 ° as compared with the light exiting from the LD 510, and enters the polarizing prism 512 via the lens 513.

【0038】偏光プリズム512は所定の偏光面を有す
る光を反射し、上記所定の偏光面から90°回転した偏
光面を有する光は通過する特性を持つので、1/4波長
板514、レンズ513を介して、偏光プリズム512
に入射した反射光は偏光プリズム512を通過して、P
D511上に集光される。
The polarizing prism 512 has a characteristic of reflecting light having a predetermined polarization plane and transmitting light having a polarization plane rotated by 90 ° from the predetermined polarization plane, so that a quarter-wave plate 514 and a lens 513 are provided. Through the polarizing prism 512
Is reflected by the polarizing prism 512, and the reflected light
It is collected on D511.

【0039】また、モータ55によってウェッジ基板5
15及び平行平面基板516を回転させると、集光され
る検出レーザ光の光軸(照射位置)も中心軸Oを中心に
距離L2だけ離れた位置で公転する。
The wedge substrate 5 is driven by the motor 55.
When the substrate 15 and the parallel plane substrate 516 are rotated, the optical axis (irradiation position) of the converged detection laser light revolves around the center axis O at a distance L2.

【0040】以上のように、加工ヘッド5内部から出力
された検出光とレーザヘッド31から出力された加工用
レーザ光とは、ワーク1上で共に中心軸Oを中心にある
距離(L1、L2)だけ離れた位置で公転する。このと
きの、それぞれの光の位相はウエッジ基板515及び5
21の傾斜方向で決定され、例えばウエッジ基板515
と521とが対向して、面対称の形状となる場合には、
180°位相が異なることとなり、それぞれの光の照射
位置の位相も180°ずれる。
As described above, the detection light output from the inside of the processing head 5 and the processing laser light output from the laser head 31 are both distances (L1, L2) about the center axis O on the work 1. Orbit) only at a distance. At this time, the phases of the respective lights are the wedge substrates 515 and 5
21, for example, the wedge substrate 515
And 521 face each other to form a plane-symmetric shape,
The 180 ° phase is different, and the phase of each light irradiation position is also shifted by 180 °.

【0041】また、中心軸Oからの偏心距離は、ウエッ
ジ基板515、521の傾斜角度で決定され、次式
(1)のような関係にある。 L=(n−1)・f・tanα ---- (1) ただし、Lは偏心距離、nはウエッジ基板515、52
1の屈折率、fは集光レンズ54の焦点距離、αはウエ
ッジ基板515、521の傾斜角度である。
The eccentric distance from the central axis O is determined by the inclination angle of the wedge substrates 515 and 521, and has the relationship shown in the following equation (1). L = (n−1) · f · tan α (1) where L is the eccentric distance, and n is the wedge substrates 515 and 52
1 is a refractive index, f is a focal length of the condenser lens 54, and α is an inclination angle of the wedge substrates 515 and 521.

【0042】この場合、偏心距離は等しくても異なって
も構わないが、好ましくは、L2≧L1となる関係が望
ましい。L2≧L1の関係であれば、検出光の方が加工
光の光軸より同一又は先行し、加工精度の向上を図るこ
とができるからである。
In this case, the eccentric distances may be equal or different, but it is preferable that L2 ≧ L1. This is because if L2 ≧ L1, the detection light is the same as or ahead of the optical axis of the processing light, and the processing accuracy can be improved.

【0043】以上の構成を有するパルスレーザ溶接装置
の動作を説明する。まず、コントローラ22から、レー
ザコントローラ320に加工用レーザの照射機能をON
にする命令を出すと共に加工ヘッド5内部のモータ55
を回転させる命令を出し、検出用レーザの照射位置及び
加工用レーザの光軸を公転運動させる。
The operation of the pulse laser welding apparatus having the above configuration will be described. First, the irradiation function of the processing laser is turned on from the controller 22 to the laser controller 320.
And the motor 55 inside the processing head 5
Is issued, and the irradiation position of the detection laser and the optical axis of the processing laser are revolved.

【0044】次に、ロボット2によって加工ヘッド5の
中心軸Oがワーク1の突き合わせ面に沿うような移動を
開始する。このときの突き合わせ面の検出から加工用レ
ーザの照射までの過程を図4及び図5を用いて説明す
る。
Next, the robot 2 starts to move the center axis O of the processing head 5 along the abutting surface of the work 1. The process from the detection of the butted surface to the irradiation of the processing laser at this time will be described with reference to FIGS.

【0045】図4はワーク1をレーザ入射側から見た図
で、図の実線が突き合わせ面、点線が加工ヘッド5の中
心軸Oがロボット2によって移動する予定の軌跡であ
り、この場合(A)の地点では突き合わせ面と移動軌跡
とは一致しており、(B)の地点ではずれている。
FIG. 4 is a view of the work 1 as viewed from the laser incident side. The solid line in the figure is the abutting surface, and the dotted line is the trajectory that the center axis O of the processing head 5 is to be moved by the robot 2. At the point ()), the butting surface and the movement locus coincide with each other, and at the point (B), they are shifted.

【0046】検出用レーザと加工用レーザの照射位置と
は180°位相がずれており、丸印が検出用レーザの照
射位置、黒丸印が加工用レーザの光軸の位置を示す。そ
れぞれの照射位置及び光軸位置は加工ヘッド5の中心軸
Oを中心に回転しており、検出用レーザは連続で照射さ
れている。この検出用レーザの公転運動の反射光はPD
511で検出されており、図5にPD511による検出
波形を示す。
The irradiation positions of the detection laser and the processing laser are 180 ° out of phase with each other. A circle indicates the irradiation position of the detection laser, and a black circle indicates the position of the optical axis of the processing laser. Each of the irradiation position and the optical axis position is rotated about the central axis O of the processing head 5, and the detection laser is continuously irradiated. The reflected light of the revolving motion of this detection laser is PD
FIG. 5 shows a waveform detected by the PD 511.

【0047】図5の(A)に示すように、ワーク1の表
面で検出用レーザは反射してPD511で検出されるた
めに、PD511からの出力は大きく、突き合わせ面で
は隙間等が存在するために反射光量が減り出力は小さく
なる。
As shown in FIG. 5A, since the detection laser is reflected on the surface of the work 1 and detected by the PD 511, the output from the PD 511 is large, and a gap or the like exists on the abutting surface. Therefore, the amount of reflected light decreases and the output decreases.

【0048】ここで、図4において、検出用レーザが1
回転する間に2回突き合わせ面を通過するが、図4にお
ける下の方の通過点は、既に加工用レーザが照射されて
反射光の変化は小さくなっている。つまり、図5の
(A)にαで示す部分が、加工用レーザが照射されてい
ない突き合わせ面に相当し、βで示す部分が、加工用レ
ーザが照射された突き合わせ面に相当する。
Here, in FIG. 4, the detection laser is 1
While passing through the abutting surface twice during rotation, the lower passing point in FIG. 4 has already been irradiated with the processing laser, and the change in reflected light has become smaller. That is, the portion indicated by α in FIG. 5A corresponds to the butted surface that has not been irradiated with the processing laser, and the portion indicated by β corresponds to the butted surface that has been irradiated with the processing laser.

【0049】図5の(A)に示すPD511からの出力
は制御手段6のコンパレータ61でスレッシュホールド
レベルVthを基準に2値化され、図5の(B)に示す
ような矩形波信号となる。コンパレータ61で2値化さ
れた矩形波信号は、図5の(C)に示すように、ディレ
イ回路62で遅延時間tだけシフトされる。
The output from the PD 511 shown in FIG. 5A is binarized by the comparator 61 of the control means 6 based on the threshold level Vth, and becomes a rectangular wave signal as shown in FIG. 5B. . The rectangular wave signal binarized by the comparator 61 is shifted by a delay time t by a delay circuit 62 as shown in FIG.

【0050】そして、ディレイ回路62で遅延時間tだ
けシフトされた信号は、図5の(D)に示すように、ト
リガ回路63で立ち下がりと立ち上がりの間隔が、後述
する所定の間隔より小さい信号か否かが判断され、小さ
い信号のみ、トリガ信号TPとしてレーザコントローラ
320に出力される。
The signal shifted by the delay time t by the delay circuit 62 is, as shown in FIG. 5D, a signal whose falling and rising intervals are smaller than a predetermined interval to be described later by the trigger circuit 63. Then, only a small signal is output to the laser controller 320 as the trigger signal TP.

【0051】レーザコントローラ320は、発振制御手
段6からのトリガ信号TPをスイッチ部323に送出し
てスイッチングを行い、コンデンサ部322の電荷がラ
ンプ310に供給される。そして、図5の(E)に示す
ように、ランプ310からパルス状のレーザが発振す
る。ここで、レーザの照射時間は短いので図5の(E)
では線として示している。
The laser controller 320 sends a trigger signal TP from the oscillation control means 6 to the switch section 323 to perform switching, and the electric charge of the capacitor section 322 is supplied to the lamp 310. Then, as shown in FIG. 5E, a pulsed laser oscillates from the lamp 310. Here, since the laser irradiation time is short, FIG.
Are shown as lines.

【0052】ここで、図5の(C)に示した遅延時間t
は、ワーク1上における、検出用レーザの照射位置と加
工用レーザの光軸との位相差θに関わり、次式(2)で
決定される。 t=θ/2πf+t0 ---- (2) ただし、fは検出用レーザの照射位置(加工用レーザの
光軸)の回転数、t0はトリガ信号TPの入力時からレ
ーザ照射までの遅れ時間である。なお、回転数fは、パ
ルスレーザの周波数に同期する回転数である。
Here, the delay time t shown in FIG.
Is related to the phase difference θ between the irradiation position of the detection laser and the optical axis of the processing laser on the work 1 and is determined by the following equation (2). t = θ / 2πf + t0 (2) where f is the number of revolutions of the irradiation position of the detection laser (the optical axis of the processing laser), and t0 is the delay time from the input of the trigger signal TP to the irradiation of the laser. is there. Note that the rotation speed f is a rotation speed synchronized with the frequency of the pulse laser.

【0053】上記(2)式により、検出用レーザによる
突き合わせ面の検出によって、その突き合わせ面に合う
ように加工用レーザが照射される。また、遅延時間tの
間に加工ヘッド5は移動しているので、実際の検出位置
から遅れて加工用レーザが照射されることになる。この
ため、検出用レーザと加工用レーザの位相差は小さくし
た方が良いのは言うまでもない。例えば、位相差を90
°とすることが望ましい。
According to the above equation (2), when the butting surface is detected by the detecting laser, the processing laser is irradiated so as to match the butting surface. Further, since the processing head 5 moves during the delay time t, the processing laser is irradiated with a delay from the actual detection position. Therefore, it is needless to say that it is better to reduce the phase difference between the detection laser and the processing laser. For example, if the phase difference is 90
° is desirable.

【0054】また、図4の(B)部に示すように、突き
合わせ面から外れて加工ヘッド5の中心軸Oが移動して
も、検出用及び加工用レーザの公転半径(図の例ではL
1、L2)以内に突き合わせ面があれば、検出用レーザ
を用いて突き合わせ面を検出して、上記のようなプロセ
スで確実に突き合わせ面に加工用レーザを照射すること
ができる。
As shown in FIG. 4B, even if the center axis O of the processing head 5 moves out of the abutting surface, the revolving radii of the detection and processing lasers (L in the example of FIG. 4).
If there is an abutting surface within 1, L2), the abutting surface can be detected by using the detection laser, and the abutting surface can be reliably irradiated with the processing laser by the above-described process.

【0055】したがって、ロボット等の移動軸の精度が
良くない場合であっても、突き合わせ面を検出すること
ができる。また、検出用及び加工用レーザの公転半径
は、使用するロボット等の移動軸の精度に適合させて、
設定することも可能である。
Therefore, even when the accuracy of the moving axis of the robot or the like is not good, the butted surface can be detected. In addition, the orbital radius of the laser for detection and processing is adjusted to the accuracy of the moving axis of the robot or the like used,
It is also possible to set.

【0056】また、検出用及び加工用レーザの回転運動
を高速にすると、その回転数に応じてレーザが照射さ
れ、送り速度によっては1パルスでの溶接が連なり、図
4に示したような溶接となり、確実な突き合わせ溶接を
行うことができる。
When the rotational movement of the detection and processing lasers is increased, the laser is irradiated in accordance with the number of rotations, and the welding is performed in one pulse depending on the feed rate. And reliable butt welding can be performed.

【0057】ここで、トリガ回路63で立ち下がりと立
ち上がりの間隔が、所定の間隔より小さい信号をトリガ
信号TPとして抽出する理由を図6、図7を用いて説明
する。図6は加工開始位置がワーク1の端面の場合を示
している。この場合には、端面から外れたところでは検
出用レーザの反射光は帰ってこないのでPD511から
の出力は低くなり、図7に示したような波形となる。つ
まり、ワーク1の端面から外れた部分に該当する信号
は、スレッショールドレベルVthより以下となってお
り、立ち下がりから立ち上がりまでの間隔Tは、突き合
わせ面からの反射光による信号(αの部分に該当)での
間隔より大きくなる。
Here, the reason why the trigger circuit 63 extracts a signal whose interval between the fall and the rise is smaller than a predetermined interval as the trigger signal TP will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 shows a case where the processing start position is the end face of the work 1. In this case, since the reflected light of the detection laser does not return at a position separated from the end face, the output from the PD 511 becomes low, and the waveform becomes as shown in FIG. That is, the signal corresponding to the portion deviating from the end surface of the work 1 is lower than the threshold level Vth, and the interval T from the fall to the rise is determined by the signal (part of α) due to the light reflected from the butted surface. )).

【0058】そこで、この間隔に制限を設ければ、ワー
ク1の端面から外れた部分での加工用レーザの照射は制
限される。
Therefore, if a limit is provided for this interval, the irradiation of the processing laser at a portion deviating from the end face of the work 1 is limited.

【0059】この間隔は、例えば、検出用レーザ光のス
ポット径が、ワーク1におけるある一点を通過する時間
と設定することができる。また、この間隔は、実際の突
き合わせ間隔等により調整することも可能である。
This interval can be set, for example, to the time when the spot diameter of the detection laser beam passes through a certain point on the work 1. This interval can also be adjusted by the actual butting interval.

【0060】なお、トリガ回路63で立ち下がりと立ち
上がりの間隔が、所定の間隔より小さいか否かの判断
は、コンパレータ61において、行ってもよいが、コン
パレータ61とディレイ回路62との間に、間隔判断回
路を設けるように構成してもよい。
The comparator 61 may determine whether the interval between the fall and the rise is smaller than the predetermined interval in the trigger circuit 63. An interval determination circuit may be provided.

【0061】以上のように、本発明の一実施形態によれ
ば、検出用レーザ光のワーク1における照射位置と、加
工用レーザ光のワーク1における光軸とを、集光レンズ
の中心軸Oから所定の距離L2、L1をおいて回転さ
せ、検出用レーザ光のワーク1表面からの反射光から、
突き合わせ面を検出し、検出した位置に加工用レーザ光
の光軸が位置したときに、加工用レーザをワーク1に照
射して突き合わせ面を溶接するように構成したので、位
置決め精度の低いロボットと組み合わせることが可能
で、かつ、ロボット等の制御部を変更しない簡便な手段
で位置補正を行いながらレーザ溶接が行えるレーザ溶接
装置及びレーザ溶接方法を実現することができる。
As described above, according to one embodiment of the present invention, the irradiation position of the detection laser light on the work 1 and the optical axis of the processing laser light on the work 1 are set to the central axis O of the condenser lens. Are rotated at predetermined distances L2 and L1 from the laser light.
When the butting surface is detected, and when the optical axis of the processing laser beam is located at the detected position, the processing laser is irradiated to the work 1 to weld the butting surface, so that the robot with low positioning accuracy can be used. It is possible to realize a laser welding apparatus and a laser welding method that can be combined and that can perform laser welding while performing position correction by simple means that does not change the control unit such as a robot.

【0062】また、単純な検出光の変化によって、加工
予定位置を検出することができるので、画像処理のよう
な空間的な処理を必要とせず高速な処理が可能である。
Further, since the position to be processed can be detected by a simple change of the detection light, high-speed processing is possible without requiring spatial processing such as image processing.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。レーザ溶接のため
に組み合わせるロボット等の加工位置誤差に対し、被加
工物表面の変化を高速に検出し、位置決め精度の低いロ
ボットと組み合わせることが可能で、かつ、ロボット等
の制御部を変更しない簡便な手段で上記検出に基づいて
位置補正を行いながらレーザ溶接が行えるレーザ溶接装
置及びレーザ溶接方法を実現することができる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. It can detect changes in the workpiece surface at high speed in response to machining position errors of robots and the like combined for laser welding, and can be combined with robots with low positioning accuracy, and without changing the control unit of the robot etc. A laser welding apparatus and a laser welding method capable of performing laser welding while performing position correction based on the above detection by any means can be realized.

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

【図1】本発明の一実施形態であるレーザ溶接装置の概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の例におけるレーザ発振制御手段の内部構
成図である。
FIG. 2 is an internal configuration diagram of a laser oscillation control unit in the example of FIG.

【図3】図1の例における加工ヘッドの内部構成図であ
る。
FIG. 3 is an internal configuration diagram of a processing head in the example of FIG. 1;

【図4】ワーク突き合わせ面と加工ヘッドの移動予定軌
跡を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a workpiece abutting surface and a planned movement locus of a processing head.

【図5】突き合わせ面の検出からレーザ照射までの信号
のタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart of a signal from detection of a butted surface to laser irradiation.

【図6】ワーク端面での検出用レーザの移動軌跡を説明
する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a movement locus of a detection laser on a work end surface.

【図7】ワーク端面での検出信号波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a detection signal waveform at a work end surface.

【図8】従来のレーザ溶接装置の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional laser welding apparatus.

【図9】ワーク突き合わせ面とロボットの移動軌跡を説
明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a workpiece abutting surface and a movement locus of a robot.

【符合の説明】[Description of sign]

1 ワーク 2 ロボット 3 レーザ発振器 4 光ファイバ 5 加工ヘッド 6 レーザ発振制御回路 21 機構部 22 コントローラ 31 レーザヘッド 32 レーザ電源 53 ダイクロイックミラー 54 集光レンズ 55 モータ 61 コンパレータ 62 ディレイ回路 63 トリガ回路 310 励起ランプ 320 レーザコントローラ 321 安定化電源 322 コンデンサ部 323 スイッチ部 510 レーザダイオード 511 フォトダイオード 512 偏光プリズム 513、520 レンズ 515、521 ウェッジ基板 516、522 並行平面基板 523 ベンディングミラー Reference Signs List 1 work 2 robot 3 laser oscillator 4 optical fiber 5 processing head 6 laser oscillation control circuit 21 mechanism unit 22 controller 31 laser head 32 laser power supply 53 dichroic mirror 54 condensing lens 55 motor 61 comparator 62 delay circuit 63 trigger circuit 310 excitation lamp 320 Laser controller 321 Stabilized power supply 322 Capacitor section 323 Switch section 510 Laser diode 511 Photodiode 512 Polarizing prism 513, 520 Lens 515, 521 Wedge substrate 516, 522 Parallel plane substrate 523 Bending mirror

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パルス状の加工用レーザ光を発振し、上記
加工用レーザ光を被加工物に照射して上記被加工物を溶
接するレーザ溶接方法において、 被加工物の表面の変化を検出するための検出光を発生
し、上記被加工物の表面上で上記検出光及び上記加工用
レーザ光の光軸を、互いに同軸で公転させ、上記検出光
の被加工物からの反射光を検出して、上記被加工物の加
工予定位置を検出し、検出した加工予定位置に、上記加
工用レーザを照射して、上記被加工物を加工することを
特徴とするレーザ溶接方法。
1. A laser welding method for oscillating a pulsed processing laser beam, irradiating the processing laser beam onto the workpiece, and welding the workpiece, detecting a change in the surface of the workpiece. And the optical axes of the detection light and the processing laser light are revolved coaxially on the surface of the workpiece to detect reflected light of the detection light from the workpiece. A laser welding method comprising: detecting a planned processing position of the workpiece; and irradiating the detected processing position with the processing laser to process the workpiece.
【請求項2】パルス状の加工用レーザ光を発振するレー
ザ発振器と、上記加工用レーザ光を被加工物の加工位置
まで誘導する為の加工光学系とを備えるレーザ溶接装置
において、 被加工物の表面の変化を検出するための検出光を発生す
る検出光源と、 上記被加工物からの検出光の反射光を検出し、検出した
光に対応する検出信号を発生する検出手段と、 上記検出信号に基づき、上記被加工物の加工予定位置に
加工用レーザ光が照射されるように上記パルスレーザ光
の発振を制御する制御手段と、 上記被加工物の表面上で上記検出光及び上記加工用レー
ザ光の光軸を、互いに同軸で公転させる回転光学系と、 を備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
2. A laser welding apparatus comprising: a laser oscillator for oscillating a pulsed processing laser beam; and a processing optical system for guiding the processing laser beam to a processing position of the workpiece. A detection light source that generates detection light for detecting a change in the surface of the workpiece, detection means that detects reflected light of the detection light from the workpiece, and generates a detection signal corresponding to the detected light, Control means for controlling the oscillation of the pulsed laser beam so that the laser beam for processing is irradiated to the position to be processed of the workpiece based on the signal; and the detection light and the processing on the surface of the workpiece. A rotary optical system that revolves the optical axis of the laser light for use coaxially with each other.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100941715B1 (en) 2007-10-19 2010-02-12 현대자동차주식회사 A simulation device for laser welder
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