JPS6087989A - レ−ザ溶接装置 - Google Patents
レ−ザ溶接装置Info
- Publication number
- JPS6087989A JPS6087989A JP58194026A JP19402683A JPS6087989A JP S6087989 A JPS6087989 A JP S6087989A JP 58194026 A JP58194026 A JP 58194026A JP 19402683 A JP19402683 A JP 19402683A JP S6087989 A JPS6087989 A JP S6087989A
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- JP
- Japan
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- welding
- pipe
- laser light
- frame
- mirror
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/30—Seam welding of three-dimensional seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
- B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はレーザ溶接装置に係り、特に主管に枝管な溶接
するレーザ溶接装置の改良に関する。
するレーザ溶接装置の改良に関する。
通常金属パイプを溶接には、アーク溶接が多く用いられ
ている。しかしながら、パイプ内面まで完全に溶接する
ためには、溶接条件の管理と溶接技術の高度の熟練を必
要としていた。また枝管バイブ内面まで完全に溶接する
ためには、裏波が発生することが多い関係上均一にする
ことは極めて困難で、パイプの使用東件によっては溶接
後向周面の機械加工が必要としていた。さらにパイプ内
面まで完全に溶接するために、予めパイプ内面に内ばり
をしてから溶接する場合にも、溶接後この内ばりを除去
する必要があり溶接条件の管理が容易でない。
ている。しかしながら、パイプ内面まで完全に溶接する
ためには、溶接条件の管理と溶接技術の高度の熟練を必
要としていた。また枝管バイブ内面まで完全に溶接する
ためには、裏波が発生することが多い関係上均一にする
ことは極めて困難で、パイプの使用東件によっては溶接
後向周面の機械加工が必要としていた。さらにパイプ内
面まで完全に溶接するために、予めパイプ内面に内ばり
をしてから溶接する場合にも、溶接後この内ばりを除去
する必要があり溶接条件の管理が容易でない。
一方、アーク溶接により内面から溶接する場合にも、溶
接部に開先を形成しこれを溶加金属により充填するため
、溶接部の溶は込みが広くなりかつ溶接による歪ト11
が大きくなる。
接部に開先を形成しこれを溶加金属により充填するため
、溶接部の溶は込みが広くなりかつ溶接による歪ト11
が大きくなる。
さらに電子ビームやレーザ↑溶接する方法もあるが、殆
どの場合加工熱源となる発生装置を固定し被加工物を回
転させながら溶接するので、被加工物の回転が困テ([
な場合その適用が容易でない。
どの場合加工熱源となる発生装置を固定し被加工物を回
転させながら溶接するので、被加工物の回転が困テ([
な場合その適用が容易でない。
その上溶接作業前の段取りに多大の時間が必要となる。
加えて高エネルギー密度のため溶込み幅が狭く溶接歪が
小さいという利点のある反面、加工点の位置を正確に把
握しないと溶接不良が発生し易い。このためパイプの寸
法や開先線を正確に形成したり溶接線を正確に把抑する
必要がある。
小さいという利点のある反面、加工点の位置を正確に把
握しないと溶接不良が発生し易い。このためパイプの寸
法や開先線を正確に形成したり溶接線を正確に把抑する
必要がある。
本発明は、主管に枝管な溶接する場合に何ら後処理を必
要とせず、作業を容易としたレーザ溶接装置を提供する
ことを目的とする。
要とせず、作業を容易としたレーザ溶接装置を提供する
ことを目的とする。
本発明は、ミラー系および集光系の位置を4軸制御して
、レーザ光を溶接線に照射しながら主管に枝管を溶接す
るレーザ溶接装置である。
、レーザ光を溶接線に照射しながら主管に枝管を溶接す
るレーザ溶接装置である。
以下本発明の一実施例を図面について説明する。
第1図、第2図および第3図において、1は支持枠、2
はこの支持枠1に取付けられた円筒状の上部枠体、3は
この上部枠体2に上部が挿入されて回転と昇降が自在に
取付けられた下部枠体、4はこの下部枠体の下部に取付
けられた受枠、5はこの受枠4に回動自在に取付けられ
た揺動枠である。
はこの支持枠1に取付けられた円筒状の上部枠体、3は
この上部枠体2に上部が挿入されて回転と昇降が自在に
取付けられた下部枠体、4はこの下部枠体の下部に取付
けられた受枠、5はこの受枠4に回動自在に取付けられ
た揺動枠である。
しかして上部枠体2は、中間に軸受支持部6が設けられ
、支持枠1に取付けられたモータ7の回転軸7aに連結
された中空軸8を軸受6aを介して回転自在に支持して
いる。なお中空軸8には、下部にねじ部8aとこのねじ
部8aの上部に中空部8bが設けられている。下部枠体
3は、下部にフランジ3aが設けられ、このフランジ3
aに係合しかつ中空軸8のねじ部8aとねじ係合するね
じ軸9に連結された枠部材10に軸受10aを介して回
転自在に支持されている、また枠部材10には、支枠1
1が収付けられ、この支枠11に取付けられたモータ1
2の回転軸12aに固定された歯車13と下部枠体3に
固定された歯JP、14が噛合っている。揺動枠5には
、断面が口状をなし上側に開口部を有する主枠5aの内
部の一端に集光ミラー15と受枠4の支持位置即ち揺動
中心にペンデングミラ−16がそれぞれ取付けられてい
る。ここで集光レンズ15を移動自在とするため、主枠
5aの外側端にモータ17が取付けられており、このモ
ータ17の回転軸に連結されたねじ軸18が、集光ミラ
ー15に取付けられたナツト19にねじ係合している。
、支持枠1に取付けられたモータ7の回転軸7aに連結
された中空軸8を軸受6aを介して回転自在に支持して
いる。なお中空軸8には、下部にねじ部8aとこのねじ
部8aの上部に中空部8bが設けられている。下部枠体
3は、下部にフランジ3aが設けられ、このフランジ3
aに係合しかつ中空軸8のねじ部8aとねじ係合するね
じ軸9に連結された枠部材10に軸受10aを介して回
転自在に支持されている、また枠部材10には、支枠1
1が収付けられ、この支枠11に取付けられたモータ1
2の回転軸12aに固定された歯車13と下部枠体3に
固定された歯JP、14が噛合っている。揺動枠5には
、断面が口状をなし上側に開口部を有する主枠5aの内
部の一端に集光ミラー15と受枠4の支持位置即ち揺動
中心にペンデングミラ−16がそれぞれ取付けられてい
る。ここで集光レンズ15を移動自在とするため、主枠
5aの外側端にモータ17が取付けられており、このモ
ータ17の回転軸に連結されたねじ軸18が、集光ミラ
ー15に取付けられたナツト19にねじ係合している。
もちろんこの集光ミラー15に代えて平面ミラーとこの
下に凸レンズを一体的に構成してもよいことはいうまで
もない。なお第2図中20は受枠4に取付けられ揺動枠
5を回動させるモータ、21は下部枠体3と主枠5aの
開[]部との間に設けられたフード、22はモータ20
のトルクを他側の中空軸8に伝達するチェーンを示し、
第3図中23はレーザ発振器24からのレーザ光25を
ベンドするペンデングミラー、24は集光ミラー15で
集光されたレーザ光25を外気からしやへいするカバー
である。
下に凸レンズを一体的に構成してもよいことはいうまで
もない。なお第2図中20は受枠4に取付けられ揺動枠
5を回動させるモータ、21は下部枠体3と主枠5aの
開[]部との間に設けられたフード、22はモータ20
のトルクを他側の中空軸8に伝達するチェーンを示し、
第3図中23はレーザ発振器24からのレーザ光25を
ベンドするペンデングミラー、24は集光ミラー15で
集光されたレーザ光25を外気からしやへいするカバー
である。
次に制御装置の回路構成を第4図について説明する。同
図において、30はメモリ31、CPU32、タイマ3
3および入出力ボート34で(・構成されるマイクロコ
ンピュータ、4軸制御をするので各軸のパルス発生器P
GI〜PG4から出力パルスを計数するカウンタ35〜
38、マイクロコンピュータ30からの出力値をアナロ
グ値に液換するD/A変換器40〜43、D/Agぜ換
器40からの信号でモータ7を介して下部枠体3を上下
動させる上下動制御器44、IVA変換器41からの信
号でモータ12を介して下部枠体3を回動させる回動1
;If ?fnl器45、D/Δ変換器43からの信号
でモータ17を介して集光ミラー15を移動させるミラ
ー移動1h111i+11器46から構成されている。
図において、30はメモリ31、CPU32、タイマ3
3および入出力ボート34で(・構成されるマイクロコ
ンピュータ、4軸制御をするので各軸のパルス発生器P
GI〜PG4から出力パルスを計数するカウンタ35〜
38、マイクロコンピュータ30からの出力値をアナロ
グ値に液換するD/A変換器40〜43、D/Agぜ換
器40からの信号でモータ7を介して下部枠体3を上下
動させる上下動制御器44、IVA変換器41からの信
号でモータ12を介して下部枠体3を回動させる回動1
;If ?fnl器45、D/Δ変換器43からの信号
でモータ17を介して集光ミラー15を移動させるミラ
ー移動1h111i+11器46から構成されている。
次に本発明の詳細な説明する。第5図(二おI/)て、
主管50じ技惣51を溶接する場合、まず枝管ノく一イ
ブ51の中心軸Y−Yに一ヒ部枠体2および下7肩;枠
体3の中心軸を一致させる。次(ニレーザ光25の集光
点が主管50と枝管51の溶接部52に略一致するよう
に、揺動枠5および集光ミラー15をh(、!lI整す
る。しかる後レーザ光25をレーザ発振器24から発振
すると、レーザ光25はペンデングミラ−23,26、
集光ミラー15を介して溶接部に照射される。
主管50じ技惣51を溶接する場合、まず枝管ノく一イ
ブ51の中心軸Y−Yに一ヒ部枠体2および下7肩;枠
体3の中心軸を一致させる。次(ニレーザ光25の集光
点が主管50と枝管51の溶接部52に略一致するよう
に、揺動枠5および集光ミラー15をh(、!lI整す
る。しかる後レーザ光25をレーザ発振器24から発振
すると、レーザ光25はペンデングミラ−23,26、
集光ミラー15を介して溶接部に照射される。
ところで、主管50と枝管51の溶接部52をよ、円柱
と円柱の交点となるので、レーザ光25カーこの溶接部
52に照射されるようC二制御する。ここで枝管51の
外径なa、主管の外径をb(ただしa≦b)とする)と
し、溶接開始点53の川(標を円筒座標系(v、、0.
Z)の(a、0,0.)とし、θ軸の回転角速度をW、
溶接開始を秒後の座標を(a、wt、−b + nt
)となるようにマイクロコンピュータ30のCI)U
32で演算を行ない、−F部枠体3の」二下動および回
動の2軸制御を行ない、下部枠体3の上下動および回動
の2軸制御を行ない溶接する。なお主管が平板の場合は
普通の円周溶接となる。
と円柱の交点となるので、レーザ光25カーこの溶接部
52に照射されるようC二制御する。ここで枝管51の
外径なa、主管の外径をb(ただしa≦b)とする)と
し、溶接開始点53の川(標を円筒座標系(v、、0.
Z)の(a、0,0.)とし、θ軸の回転角速度をW、
溶接開始を秒後の座標を(a、wt、−b + nt
)となるようにマイクロコンピュータ30のCI)U
32で演算を行ない、−F部枠体3の」二下動および回
動の2軸制御を行ない、下部枠体3の上下動および回動
の2軸制御を行ない溶接する。なお主管が平板の場合は
普通の円周溶接となる。
周知のように枝管51を主%1r50にレーザ溶接を行
なう場合、レーザ光25の入射角度およびねらい位置が
重要な因子となる。溶接開始点におけるねらい位置およ
びレーザ光入射角度設定は、モータ7.12.17.2
oを駆動することにより、Y軸、X軸、ψ軸の任意の方
向に動力して設定する。レーザ光25の入射角度を変更
するとき、モータ20を駆動して行なうが、モータ2o
を単独で駆動するとレーザ光25の焦点位置がX、Y軸
方向に移動し、ねらい位IItがずれてしまう。そこで
レーザ光25の入射角度を変更できるようにCPU 3
2でレーザ光集光位置の座標を計舒し、モータ20の回
転角度変化を1)G3、カウンタ37より入出力ボート
34を介して取り込み、ねらい位置のずれを演算して、
モータ7およびモータ12を駆#j+ L、て元の焦光
位置座標がずれないように制御する。また、レーザ光2
5の入射角度が−だでねらい位置をX軸方向に移動させ
るとぎでも、同様にわらい位置の一、fSさが変らない
ようにモータ7を駆動して、ねらい位置一定(上下方向
)の制御をする。この制御により任意の外径の枝管の溶
接が可能である。
なう場合、レーザ光25の入射角度およびねらい位置が
重要な因子となる。溶接開始点におけるねらい位置およ
びレーザ光入射角度設定は、モータ7.12.17.2
oを駆動することにより、Y軸、X軸、ψ軸の任意の方
向に動力して設定する。レーザ光25の入射角度を変更
するとき、モータ20を駆動して行なうが、モータ2o
を単独で駆動するとレーザ光25の焦点位置がX、Y軸
方向に移動し、ねらい位IItがずれてしまう。そこで
レーザ光25の入射角度を変更できるようにCPU 3
2でレーザ光集光位置の座標を計舒し、モータ20の回
転角度変化を1)G3、カウンタ37より入出力ボート
34を介して取り込み、ねらい位置のずれを演算して、
モータ7およびモータ12を駆#j+ L、て元の焦光
位置座標がずれないように制御する。また、レーザ光2
5の入射角度が−だでねらい位置をX軸方向に移動させ
るとぎでも、同様にわらい位置の一、fSさが変らない
ようにモータ7を駆動して、ねらい位置一定(上下方向
)の制御をする。この制御により任意の外径の枝管の溶
接が可能である。
以上述べたように、初期ねらい位置、角1ψを設定し、
第6図に示すフローチャートで溶接作業をする。一般に
このような枝管をレーザ溶接する場合、被加工物の前加
工における歪や寸法精度で影ダηされる溶接線のずれが
問題となる。このため溶接開始的にティーチングペンダ
ント55を用いて、予めレーザ光の集光位置の位置合せ
を行ない、各軸の位置情報をメモリ31内に記憶させて
おく。
第6図に示すフローチャートで溶接作業をする。一般に
このような枝管をレーザ溶接する場合、被加工物の前加
工における歪や寸法精度で影ダηされる溶接線のずれが
問題となる。このため溶接開始的にティーチングペンダ
ント55を用いて、予めレーザ光の集光位置の位置合せ
を行ない、各軸の位置情報をメモリ31内に記憶させて
おく。
しかして溶接作業時、この記憶された位置消和によりC
PU 32は、レーザ光25の集光位置の位置補正を行
なう。
PU 32は、レーザ光25の集光位置の位置補正を行
なう。
なお溶接時の位置補正を、枝管51と主管50のずみ自
溶接線を検出子るレーザセンサや磁気センサ等の各揮ヒ
ンサを用いて、ねらい位置情報を検出し、CP[J 3
2で位置補正量を演算し、位置シフトしながら溶接を行
なえば、さらに溶接精度が向上することはいうまでもな
い。また多角形や楕円形の枝管の溶接、その他溶接のみ
でなく切断あるいは熱処理にも適当できる。
溶接線を検出子るレーザセンサや磁気センサ等の各揮ヒ
ンサを用いて、ねらい位置情報を検出し、CP[J 3
2で位置補正量を演算し、位置シフトしながら溶接を行
なえば、さらに溶接精度が向上することはいうまでもな
い。また多角形や楕円形の枝管の溶接、その他溶接のみ
でなく切断あるいは熱処理にも適当できる。
本発明は以」二のように構成されているから、次のよう
な効果がある。
な効果がある。
(1) 被溶接物を口ν1かすことなく、lバスで枝管
のl合接が可能であるため、kり接便形や熱影響部の少
ない高品質の溶接ができる。
のl合接が可能であるため、kり接便形や熱影響部の少
ない高品質の溶接ができる。
(2)開先i1i+の精度確保、開先線のずれ補正、真
円度のA1゛(差等・で自動化か困難であった情状′v
U料の溶接を、商品ψjをもって行なうことができる。
円度のA1゛(差等・で自動化か困難であった情状′v
U料の溶接を、商品ψjをもって行なうことができる。
グ、1図は本発明の一実施例の平面図1、第2図は本発
明の一実施例の正面図、第3図は第1図の■−I線に沿
って矢印方向に見た断面図、第4図は本発明の一実施例
の制御装置のブロック図、第5図は本発明の一実施例の
作用を示す説明図、第6図は本発明の一実I)屯例の作
用を示すフローチャートである。 2・・・土部枠体、 3・・・下部枠体5・・・揺動枠
、 25・・何7−ザ光(7317)代理人 弁理士
則 近 憲 佑(ほか1名) 第1図 第2図 第3図 °Y 第4図 □ +5.5 24 第5図
明の一実施例の正面図、第3図は第1図の■−I線に沿
って矢印方向に見た断面図、第4図は本発明の一実施例
の制御装置のブロック図、第5図は本発明の一実施例の
作用を示す説明図、第6図は本発明の一実I)屯例の作
用を示すフローチャートである。 2・・・土部枠体、 3・・・下部枠体5・・・揺動枠
、 25・・何7−ザ光(7317)代理人 弁理士
則 近 憲 佑(ほか1名) 第1図 第2図 第3図 °Y 第4図 □ +5.5 24 第5図
Claims (1)
- 支持枠に昇降および回動自在に支持された中空状の第1
の枠体と、この第1の枠体に揺動自在に支持され中空部
を有する第2の枠体と、この第2の枠体の前記中空部に
移動自在に設けられ、前記第1の枠体の前記中空部を通
過したレーザ光を所望の位置に集光する集光装置とから
成るレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58194026A JPS6087989A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | レ−ザ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58194026A JPS6087989A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | レ−ザ溶接装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6087989A true JPS6087989A (ja) | 1985-05-17 |
Family
ID=16317705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58194026A Pending JPS6087989A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | レ−ザ溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6087989A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5444206A (en) * | 1990-09-17 | 1995-08-22 | Hitachi, Ltd. | Structure of metal container having trunk pipe and branch pipe, and manufacturing method and apparatus therefor |
WO2006048485A1 (es) * | 2004-10-29 | 2006-05-11 | Cilindros Y Cromados Palentinos, S.L. | Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos |
ES2275406A1 (es) * | 2004-10-29 | 2007-06-01 | Cilindros Y Cromados Palentinos, S.L. | Procedimiento de soldadura por laser para cilindros hidraulicos. |
EP1811047A1 (en) * | 2004-07-29 | 2007-07-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Device for improving residual stress in piping |
JP2008505298A (ja) * | 2004-07-05 | 2008-02-21 | ラザグ エージー | 温水器又は蒸気発生器 |
EP3479951A1 (de) * | 2017-11-07 | 2019-05-08 | Weil Engineering GmbH | Materialbearbeitungsmaschine sowie verfahren zur herstellung eines behälters in einer materialbearbeitungsmaschine |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP58194026A patent/JPS6087989A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5444206A (en) * | 1990-09-17 | 1995-08-22 | Hitachi, Ltd. | Structure of metal container having trunk pipe and branch pipe, and manufacturing method and apparatus therefor |
US5498849A (en) * | 1990-09-17 | 1996-03-12 | Hitachi, Ltd. | Structure of metal container having trunk pipe and branch pipe, and manufacturing method and apparatus therefor |
JP2008505298A (ja) * | 2004-07-05 | 2008-02-21 | ラザグ エージー | 温水器又は蒸気発生器 |
JP4702808B2 (ja) * | 2004-07-05 | 2011-06-15 | ラザグ エージー | 温水器又は蒸気発生器を製造する方法 |
EP1811047A1 (en) * | 2004-07-29 | 2007-07-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Device for improving residual stress in piping |
EP1811047A4 (en) * | 2004-07-29 | 2011-08-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | DEVICE FOR IMPROVING RESIDUAL STRESS IN PIPING |
US8044323B2 (en) | 2004-07-29 | 2011-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Apparatus for improving residual stress of piping technical field |
WO2006048485A1 (es) * | 2004-10-29 | 2006-05-11 | Cilindros Y Cromados Palentinos, S.L. | Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos |
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EP3479951A1 (de) * | 2017-11-07 | 2019-05-08 | Weil Engineering GmbH | Materialbearbeitungsmaschine sowie verfahren zur herstellung eines behälters in einer materialbearbeitungsmaschine |
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