JPS61123494A - レ−ザビ−ム溶接装置 - Google Patents
レ−ザビ−ム溶接装置Info
- Publication number
- JPS61123494A JPS61123494A JP59247508A JP24750884A JPS61123494A JP S61123494 A JPS61123494 A JP S61123494A JP 59247508 A JP59247508 A JP 59247508A JP 24750884 A JP24750884 A JP 24750884A JP S61123494 A JPS61123494 A JP S61123494A
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- JP
- Japan
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- welding
- laser beam
- filter
- light
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野ｊ
この発明はレーザビームを用いた溶接装置、特にその溶
接線ならい装置に関するものである。
接線ならい装置に関するものである。
第６図は従来のレーザビーム溶接ヘッドの断面図である
。図において（１）は、ある１を持ったレーザビームで
例えばＣＯ□レーザの４合は１０．６μｍの遠赤外線か
らなっている。（２）はレーザビーム（１）を集光して
溶接をおこなう溶接ヘッド、（３）Ｆｉある経を持った
レーザビーム（１）を集光させる集光レンズ、（４）は
被溶接物でこの図では２枚の鉄系統の板をつき合せ、紙
面がつき合せ面になっているものを示している。
。図において（１）は、ある１を持ったレーザビームで
例えばＣＯ□レーザの４合は１０．６μｍの遠赤外線か
らなっている。（２）はレーザビーム（１）を集光して
溶接をおこなう溶接ヘッド、（３）Ｆｉある経を持った
レーザビーム（１）を集光させる集光レンズ、（４）は
被溶接物でこの図では２枚の鉄系統の板をつき合せ、紙
面がつき合せ面になっているものを示している。
次に動作について説明する。被溶接物（４）は王として
鉄系統の薄板であり治具等を用いて溶接ヘッド（３）の
移動方向真下に数百μｍ以内の間隙になるようにつき合
わせてセットされ、レーザビーム（１）を集光した溶接
ヘッド（３）が、間隙（以下溶接線と称することがある
）の上を高速で移動し集光レンズ（３）によって集光さ
れた高エネルギ密度のレーザビームが間隙の両側の被溶
接物（４）を溶かしつ＼溶接する。
鉄系統の薄板であり治具等を用いて溶接ヘッド（３）の
移動方向真下に数百μｍ以内の間隙になるようにつき合
わせてセットされ、レーザビーム（１）を集光した溶接
ヘッド（３）が、間隙（以下溶接線と称することがある
）の上を高速で移動し集光レンズ（３）によって集光さ
れた高エネルギ密度のレーザビームが間隙の両側の被溶
接物（４）を溶かしつ＼溶接する。
上記のような従来のレーザビーム溶接装置では溶接ヘッ
ド（２）が集光されたレーザビーム（１）を溶接線の位
置に来るように治具等で被溶接物（４）を固定して居９
、ならい機構を持たないため、被溶接物（４）の位置決
の誤差や溶接線の蛇終等がある場合、実際に加工する位
置が溶接すべき位置からずれるという問題点があった。
ド（２）が集光されたレーザビーム（１）を溶接線の位
置に来るように治具等で被溶接物（４）を固定して居９
、ならい機構を持たないため、被溶接物（４）の位置決
の誤差や溶接線の蛇終等がある場合、実際に加工する位
置が溶接すべき位置からずれるという問題点があった。
この発明は、か＼る問題点を解決するためになされたも
ので被溶接物の位置決めの誤差や溶接線の蛇行があって
溶接線が溶接ヘッドからずれようとすると、ならい装置
が働いて常時溶接ヘッドが溶接線上に来るようにした装
置を提供することを目的としている。
ので被溶接物の位置決めの誤差や溶接線の蛇行があって
溶接線が溶接ヘッドからずれようとすると、ならい装置
が働いて常時溶接ヘッドが溶接線上に来るようにした装
置を提供することを目的としている。
この発明に係るレーザビーム溶接装置は溶接ヘッドの被
溶接物未溶接方向に近接して溶接光を減衰させるフィル
タを設は被溶接物ｆ：はさんで、フィルタと対向して配
設された光源とフィルタに対して光源からの進め進行方
向、後方に光源の光がつくる未溶接の間隙の像を収斂さ
せる光学手段とこの光学手段によって収斂された像の結
像位置に検出器を設け、溶接ヘッドと被溶接物の相対的
な位置を動かして結像の位置を検出器上の所定の位置に
保つ手段を備えることにより集光されたレーザビームを
間隙位置に保持するようにし死ものである。
溶接物未溶接方向に近接して溶接光を減衰させるフィル
タを設は被溶接物ｆ：はさんで、フィルタと対向して配
設された光源とフィルタに対して光源からの進め進行方
向、後方に光源の光がつくる未溶接の間隙の像を収斂さ
せる光学手段とこの光学手段によって収斂された像の結
像位置に検出器を設け、溶接ヘッドと被溶接物の相対的
な位置を動かして結像の位置を検出器上の所定の位置に
保つ手段を備えることにより集光されたレーザビームを
間隙位置に保持するようにし死ものである。
この発明においては間隙の像を検出器上に結像させてお
り、その結像位置が所定の位置にあれば検出器からの電
気信号がバランスしているが間隙が溶接ヘッドからずれ
ると像の位置が移動し、従って検出器上の結像位置が変
るので電気信号のバランスがくずれる。そこで電気信号
がバランスするように溶接ヘッドを動かし間隙の真上に
溶接ヘッドが戻るべく制御される。
り、その結像位置が所定の位置にあれば検出器からの電
気信号がバランスしているが間隙が溶接ヘッドからずれ
ると像の位置が移動し、従って検出器上の結像位置が変
るので電気信号のバランスがくずれる。そこで電気信号
がバランスするように溶接ヘッドを動かし間隙の真上に
溶接ヘッドが戻るべく制御される。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、（１
）〜（４）は上記従来装置と全く同一のものである。（
５）は被溶接物未溶方向に近接して設けられており、溶
接光が入りこむのを防ぎ入口が小さな孔に絞られている
空間フィルタ、（６）は空間フィルタ（５）から減衰さ
れながらも侵入する溶接光の３ａ過を妨げると共に光源
＠としてＨｅＮｅレープや発光面が大きいキセノンラン
プ等単一周波数のものを用いた際をのぞき成る巾のスペ
クトルを持った光源＠の場合は特定の巾の狭いスペクト
ルを透過させる周波数フィルタ、（７）は周波数フィル
タ（６）の光進行方向後方にあって被溶接物（４）の未
溶接部分の間隙の像を収斂する光学手段、（８）は光学
手段（７）によって収斂された像の結像位置に設けられ
た検出器、（９）ハ検出器（８）から出力を受けてこれ
を処理して位置の情報信号にかえしかる後にこれを増巾
する信号処理装置、αＱは信号処理装置（９）から駆動
源（図示しない）に信号を送る信号出力（ロ）は被溶接
物（４）をはさんで空間フィルタ（５）の小孔に対向し
て配設された光源（２）から出る光、Ｑ３は溶接進行方
向である０ 上記のように構成されたレーザビーム溶接装置において
は空間フィルタ（５）と周波数フィルタ（６）により溶
接時に発せられる光をさえぎり光源（２）からの光（ロ
）が被溶接物（４）の間隙の像を検出器（８）上に結像
するようにしている。空間フィルタ（５）と周波数フィ
ルタ（６）および光学手段（７）を透過した間隙の像の
透過光強度分布を検出器（８）上に示すと編２図に示さ
れるような分布になる。この光を検出器（８）−一例え
ば−次元半導体検出器あるいは２分割検重器□で受は得
られた信号を信号処理装置（９）で処理すれば第３図に
示されたような特性が得られる。即ち横軸は溶接ヘッド
（２）で溶接進行方向（至）に対して垂直な方向に動か
した距離、縦軸は溶接ヘッド（２）が移動するとともに
生じる信号強度（電圧）である。
）〜（４）は上記従来装置と全く同一のものである。（
５）は被溶接物未溶方向に近接して設けられており、溶
接光が入りこむのを防ぎ入口が小さな孔に絞られている
空間フィルタ、（６）は空間フィルタ（５）から減衰さ
れながらも侵入する溶接光の３ａ過を妨げると共に光源
＠としてＨｅＮｅレープや発光面が大きいキセノンラン
プ等単一周波数のものを用いた際をのぞき成る巾のスペ
クトルを持った光源＠の場合は特定の巾の狭いスペクト
ルを透過させる周波数フィルタ、（７）は周波数フィル
タ（６）の光進行方向後方にあって被溶接物（４）の未
溶接部分の間隙の像を収斂する光学手段、（８）は光学
手段（７）によって収斂された像の結像位置に設けられ
た検出器、（９）ハ検出器（８）から出力を受けてこれ
を処理して位置の情報信号にかえしかる後にこれを増巾
する信号処理装置、αＱは信号処理装置（９）から駆動
源（図示しない）に信号を送る信号出力（ロ）は被溶接
物（４）をはさんで空間フィルタ（５）の小孔に対向し
て配設された光源（２）から出る光、Ｑ３は溶接進行方
向である０ 上記のように構成されたレーザビーム溶接装置において
は空間フィルタ（５）と周波数フィルタ（６）により溶
接時に発せられる光をさえぎり光源（２）からの光（ロ
）が被溶接物（４）の間隙の像を検出器（８）上に結像
するようにしている。空間フィルタ（５）と周波数フィ
ルタ（６）および光学手段（７）を透過した間隙の像の
透過光強度分布を検出器（８）上に示すと編２図に示さ
れるような分布になる。この光を検出器（８）−一例え
ば−次元半導体検出器あるいは２分割検重器□で受は得
られた信号を信号処理装置（９）で処理すれば第３図に
示されたような特性が得られる。即ち横軸は溶接ヘッド
（２）で溶接進行方向（至）に対して垂直な方向に動か
した距離、縦軸は溶接ヘッド（２）が移動するとともに
生じる信号強度（電圧）である。
以上のような特性を用いて信号強度（電圧）が零になる
ように溶接ヘッド（２）を制御すれば溶接ヘッド（２）
の中心に集光されたレーザビーム（１）は間隙位置に保
持されるようにフィードバックがか＼り自動的に溶接位
置が制御される。
ように溶接ヘッド（２）を制御すれば溶接ヘッド（２）
の中心に集光されたレーザビーム（１）は間隙位置に保
持されるようにフィードバックがか＼り自動的に溶接位
置が制御される。
上記のようなレーザビーム溶接装置を用いれば第４図で
示されるように溶接線（４ａ）が蛇行した時でも自動的
に溶接線（４ａ）を追跡し、第５図で示されるように溶
接を始めるにあたり、溶接ヘッド（２）を溶接進行方向
（至）と垂直に振ってやることにより溶接開始点を見つ
けることも可能である。
示されるように溶接線（４ａ）が蛇行した時でも自動的
に溶接線（４ａ）を追跡し、第５図で示されるように溶
接を始めるにあたり、溶接ヘッド（２）を溶接進行方向
（至）と垂直に振ってやることにより溶接開始点を見つ
けることも可能である。
なお以上の説明ではフィルタに空間フィルタ（５）と周
波数フィルタ（６）を共に用いているが多少Ｎｔ度が落
ちるがこのうちいずれかを用いるだけでも実用土支障な
い程度の目的に達成出来る。
波数フィルタ（６）を共に用いているが多少Ｎｔ度が落
ちるがこのうちいずれかを用いるだけでも実用土支障な
い程度の目的に達成出来る。
また検出器（８）上に結像される間隙の像は被溶接物（
４）の板厚が厚くなると間隙のゆがみ等によって間隙の
像の透過光強度分布が変り結像の位置がずれるおそれが
あるので間隙の出口の像を検出器（８）上に結像するよ
うにした方が、ならいのｓｇ、が向上する。
４）の板厚が厚くなると間隙のゆがみ等によって間隙の
像の透過光強度分布が変り結像の位置がずれるおそれが
あるので間隙の出口の像を検出器（８）上に結像するよ
うにした方が、ならいのｓｇ、が向上する。
この発明に以上説明したとおり溶接ヘッドの被溶接物未
溶接方向に近接して溶接光を減衰婆せるフ１ルタを、ま
た被溶接物をはさんでフィルタと対向し゛〔光源を設け
、光源からの光に対してフィルタの後方に未溶接の間隙
の像を検出器に結像させる光学手段を配設し、溶接ヘッ
ドと被溶接物の相対的な位置を動かして結像の位置を検
出器上の所定の位置に保つ手段を備えたので集光された
レーザビームは常に間隙位置に保持され溶接の自動化と
溶接性能の向上がはかれるという効果がある。
溶接方向に近接して溶接光を減衰婆せるフ１ルタを、ま
た被溶接物をはさんでフィルタと対向し゛〔光源を設け
、光源からの光に対してフィルタの後方に未溶接の間隙
の像を検出器に結像させる光学手段を配設し、溶接ヘッ
ドと被溶接物の相対的な位置を動かして結像の位置を検
出器上の所定の位置に保つ手段を備えたので集光された
レーザビームは常に間隙位置に保持され溶接の自動化と
溶接性能の向上がはかれるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザビーム溶接装
置の溶接ヘッド附近の断面図、第２図は検出器上にあら
れれる光の強度分布図、第３図は信号処理された後の溶
接ヘッド移動距離に対する信号の大きさの関係を示す図
、第４図は発明の一実施例によるレーザビーム溶接ヘッ
ドが溶接線をならつ°Ｃｓ動する様子を示す斜示図、第
５図は発明の一実施例によるレーザビームの溶接ヘッド
が溶接開始点を探索する様子を示す斜視図、ｆａ６図に
従来のレーザビーム溶接ヘッドの断面図である。 図において、（１）はレーザビーム、（２）は溶接ヘッ
ド、（４）ｒｉ被溶接物、（５）は空間フィルタ、（６
）は周波数フィルタ、（７）は光学手段、（８） ＆−
ｊ横出器重器１）は光、四は光源である。 なお各図中同一符号は、同−又は相当部分を示す０
置の溶接ヘッド附近の断面図、第２図は検出器上にあら
れれる光の強度分布図、第３図は信号処理された後の溶
接ヘッド移動距離に対する信号の大きさの関係を示す図
、第４図は発明の一実施例によるレーザビーム溶接ヘッ
ドが溶接線をならつ°Ｃｓ動する様子を示す斜示図、第
５図は発明の一実施例によるレーザビームの溶接ヘッド
が溶接開始点を探索する様子を示す斜視図、ｆａ６図に
従来のレーザビーム溶接ヘッドの断面図である。 図において、（１）はレーザビーム、（２）は溶接ヘッ
ド、（４）ｒｉ被溶接物、（５）は空間フィルタ、（６
）は周波数フィルタ、（７）は光学手段、（８） ＆−
ｊ横出器重器１）は光、四は光源である。 なお各図中同一符号は、同−又は相当部分を示す０
Claims (5)
- （１）レーザビームを集光して溶接を行なう溶接ヘッド
、この溶接ヘッドの被溶接物未溶接方向に近接して設け
られ溶接光を減衰させるフィルタ、上記被溶接物をはさ
んで上記フィルタと対向して設けられた光源、上記フィ
ルタに対して上記光源からの光の進行方向後方に配設さ
れ上記光源からの光がつくる未溶接の間隙の像を収斂さ
せる光学手段によつて収斂された上記像の結像位置に設
けられた検出器、および上記溶接ヘッドと上記被溶接物
の相対的な位置を動かして上記結像の位置を上記検出器
上の判定の位置に保つ手段を備え、集光された上記レー
ザビームを上記間隙位置に保持することを特徴とするレ
ーザビーム溶接装置。 - （２）フィルタは入口が絞られている空間フィルタであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
ビーム溶接装置。 - （３）フィルタは特定の光スペクトルを通過させる周波
数フィルタであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のレーザビーム溶接装置。 - （４）フィルタは、空間フィルタと周波数フィルタを光
源からの光に対して直列的に配置されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の何れかに記
載のレーザビーム溶接装置。 - （５）光学手段は未溶接の間隙出口の像を収斂させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザビー
ム溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247508A JPS61123494A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | レ−ザビ−ム溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247508A JPS61123494A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | レ−ザビ−ム溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61123494A true JPS61123494A (ja) | 1986-06-11 |
Family
ID=17164518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247508A Pending JPS61123494A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | レ−ザビ−ム溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61123494A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04228283A (ja) * | 1990-04-12 | 1992-08-18 | Armco Inc | 被加工物を突合せ溶接する溶接装置を自動的に位置合わせする装置および方法 |
| US5818595A (en) * | 1994-10-11 | 1998-10-06 | Komatsu Ltd. | Work piece butt position detecting method for butt welding |
| US20120061357A1 (en) * | 2009-03-30 | 2012-03-15 | Reiner Ramsayer | Welding method including welding as a function of an ascertained welding distortion; welding device including a detection unit for detecting a misalignment of the workpieces; joined part |
| JP2015505812A (ja) * | 2011-12-15 | 2015-02-26 | ガーディアン・インダストリーズ・コーポレーション | 真空断熱ガラス（ｖｉｇ）ユニットチップオフのための装置についての照明ソリューションおよび／またはそれに関連する方法 |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59247508A patent/JPS61123494A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04228283A (ja) * | 1990-04-12 | 1992-08-18 | Armco Inc | 被加工物を突合せ溶接する溶接装置を自動的に位置合わせする装置および方法 |
| US5818595A (en) * | 1994-10-11 | 1998-10-06 | Komatsu Ltd. | Work piece butt position detecting method for butt welding |
| US20120061357A1 (en) * | 2009-03-30 | 2012-03-15 | Reiner Ramsayer | Welding method including welding as a function of an ascertained welding distortion; welding device including a detection unit for detecting a misalignment of the workpieces; joined part |
| US10150182B2 (en) * | 2009-03-30 | 2018-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Welding method including welding as a function of an ascertained welding distortion; welding device including a detection unit for detecting a misalignment of the workpieces; joined part |
| JP2015505812A (ja) * | 2011-12-15 | 2015-02-26 | ガーディアン・インダストリーズ・コーポレーション | 真空断熱ガラス（ｖｉｇ）ユニットチップオフのための装置についての照明ソリューションおよび／またはそれに関連する方法 |
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