JPS6146389A - レ−ザ溶接方法 - Google Patents
レ−ザ溶接方法Info
- Publication number
- JPS6146389A JPS6146389A JP59168489A JP16848984A JPS6146389A JP S6146389 A JPS6146389 A JP S6146389A JP 59168489 A JP59168489 A JP 59168489A JP 16848984 A JP16848984 A JP 16848984A JP S6146389 A JPS6146389 A JP S6146389A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torch
- gap
- amount
- image sensor
- welding
- Prior art date
- 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
Links
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
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〕
本発明はレーザ光による鋼板の突き合せ溶接技術に関す
るものである。
るものである。
従来、鋼板の突き合せ溶接を行なう場合には、その前工
程として鋼板を所定の寸法に切断する工程があり、最近
のように剪断機が大盤化すると切断部の直線性や精度の
維持が困難な傾向にある。一方、レーザ溶接の際に強力
レーザ光をレンズ等によ夕小径の光スポットに絞っても
、突き合せ部の間隙が光焦点径以上になるとレーザ光が
素通シして溶接不可能になる。そのため、突き合せ部の
間隙が微少になるように切断部材を厳しく管理する必要
がちシ、生産性悪化の要因と、なっている。
程として鋼板を所定の寸法に切断する工程があり、最近
のように剪断機が大盤化すると切断部の直線性や精度の
維持が困難な傾向にある。一方、レーザ溶接の際に強力
レーザ光をレンズ等によ夕小径の光スポットに絞っても
、突き合せ部の間隙が光焦点径以上になるとレーザ光が
素通シして溶接不可能になる。そのため、突き合せ部の
間隙が微少になるように切断部材を厳しく管理する必要
がちシ、生産性悪化の要因と、なっている。
本発明は突き合せ部精度の低い被溶接物を支障なく溶接
できるレーザ溶接方法を提供しようとするものである。
できるレーザ溶接方法を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための具体的手段〕このため本発明
者はトーチに先行するイメージセンサにより被溶接物の
突き合せ部の間隙量を検知して、該間隙量を電気信号に
より上記トーチに付設した調節機構に伝え、該調節機構
の指示により、間隙部の溶接が可能なように、レーザ光
の集光径とトーチの走行スピードを調整することにした
。
者はトーチに先行するイメージセンサにより被溶接物の
突き合せ部の間隙量を検知して、該間隙量を電気信号に
より上記トーチに付設した調節機構に伝え、該調節機構
の指示により、間隙部の溶接が可能なように、レーザ光
の集光径とトーチの走行スピードを調整することにした
。
本発明に用いるイメージセンナは一種の光センサであっ
て、光信号を電気信号に変換する素子で構成されている
。このようなイメージ七ン？金光源と組合せて溶接線に
沿って移動させながら該溶接線を照射すると、間隙部で
は光が反射してこないため、イメージセンサにより第１
図に示す如き信号パターンが得られ、谷部分の幅ｌから
間隙部の寸法が検知式れる。
て、光信号を電気信号に変換する素子で構成されている
。このようなイメージ七ン？金光源と組合せて溶接線に
沿って移動させながら該溶接線を照射すると、間隙部で
は光が反射してこないため、イメージセンサにより第１
図に示す如き信号パターンが得られ、谷部分の幅ｌから
間隙部の寸法が検知式れる。
そこで検知されたｊの値に基づき、第２図に示す比例量
だけレーザ光をデフォーカス（焦点はずれ）嘔せ、焦点
径を大きくする。すなわち１ｇ３図に示すようにレンズ
と被溶接物との距離Ｌｔｔ’Ｌｘ；またはり、に変えて
デフォーカスするが、溶接部の溶かし込みのためには通
常、トーチを近ずけてＬｌ側にデフォーカスし、焦点径
を大きくする。
だけレーザ光をデフォーカス（焦点はずれ）嘔せ、焦点
径を大きくする。すなわち１ｇ３図に示すようにレンズ
と被溶接物との距離Ｌｔｔ’Ｌｘ；またはり、に変えて
デフォーカスするが、溶接部の溶かし込みのためには通
常、トーチを近ずけてＬｌ側にデフォーカスし、焦点径
を大きくする。
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
第４図に示す如く、それぞれ浮式α８■の２枚の薄鋼板
１．１を突き合せ、溶接線２に沿って矢印方向にイメー
ジセンサを移動しながらカドミウムランプ３で溶接線部
を照射する。反射光がレンズ４ｔ−通してイメージセン
サとして用いたＣ ＣＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ ］）ｅｖｉｃＧ！、電荷結合素子）リニアセンナ
５に結像され、アンプ６で電気信号に変えられる。この
信号は０．２ないし［１５秒のタイムラグをもって追尾
しくるトーチ付設の調節機構に伝えられる。従って、ラ
ンプの光が間隙部７會照射すると七の間隙量ｊに応じて
トーチの走行スピードならびにトーチと被溶接部との距
Ｗ＆を同時に調整することができる。
１．１を突き合せ、溶接線２に沿って矢印方向にイメー
ジセンサを移動しながらカドミウムランプ３で溶接線部
を照射する。反射光がレンズ４ｔ−通してイメージセン
サとして用いたＣ ＣＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ ］）ｅｖｉｃＧ！、電荷結合素子）リニアセンナ
５に結像され、アンプ６で電気信号に変えられる。この
信号は０．２ないし［１５秒のタイムラグをもって追尾
しくるトーチ付設の調節機構に伝えられる。従って、ラ
ンプの光が間隙部７會照射すると七の間隙量ｊに応じて
トーチの走行スピードならびにトーチと被溶接部との距
Ｗ＆を同時に調整することができる。
第５図−（ａ） ｉ！突き合せ溶接部の間隙量の少ない
突き合せ部をレーザ溶接している状態上水し、トーチ８
は図示しないＸ−Ｙテーブル等に取付けられてあり、溶
接線に沿って移動しながら、焦点径を絞って突き合せ部
を溶接する。
突き合せ部をレーザ溶接している状態上水し、トーチ８
は図示しないＸ−Ｙテーブル等に取付けられてあり、溶
接線に沿って移動しながら、焦点径を絞って突き合せ部
を溶接する。
上記のトーチ８はパルスモータ９、ラック１０及びピニ
オンギア１１からなるＷｈｌＩｈ機構により、ガイド筒
１２にガイド嘔れて上下に移動できるレンズマウント１
３及びレンズ１４から成シ、レーザ光１５はレンズ１４
により薄鋼板１の上に焦点を結んでいる。
オンギア１１からなるＷｈｌＩｈ機構により、ガイド筒
１２にガイド嘔れて上下に移動できるレンズマウント１
３及びレンズ１４から成シ、レーザ光１５はレンズ１４
により薄鋼板１の上に焦点を結んでいる。
しかるに溶接部の間ｉｔが増加してレーザ光１５の焦点
径に近ずくか、あるいは焦点径よりも大きくなるとレー
ザ光１５のエネルギーの大半が間隙部７を通過して溶接
ができなくなる。
径に近ずくか、あるいは焦点径よりも大きくなるとレー
ザ光１５のエネルギーの大半が間隙部７を通過して溶接
ができなくなる。
そこで検出てれた間隙量ｊの値に基づき、第５図−１１
））に示す如くコントローラ１６の指示により、パルス
モータ９″Ｉｋ駆動して、デフォーカス量Ｄ＝Ｌｔ
Ｌｓだけレンズ１４ｔ−下げ、焦点径を大きくする。す
なわち第６図−（ａ）に示すように、突き合せ部に間隙
量の大きな部分があればデフォーカス量Ｄｔ−大きくと
９、トニテ８の走行スピードｖ６第８図の関係に従い遅
くして薄鋼板１．１金幅広く溶かし込み、第６図−（ｂ
）のように溶接する。なお凹部の厚みｔの管理限界は母
材板厚の７０パーセントで実用上の強直が保証できる。
））に示す如くコントローラ１６の指示により、パルス
モータ９″Ｉｋ駆動して、デフォーカス量Ｄ＝Ｌｔ
Ｌｓだけレンズ１４ｔ−下げ、焦点径を大きくする。す
なわち第６図−（ａ）に示すように、突き合せ部に間隙
量の大きな部分があればデフォーカス量Ｄｔ−大きくと
９、トニテ８の走行スピードｖ６第８図の関係に従い遅
くして薄鋼板１．１金幅広く溶かし込み、第６図−（ｂ
）のように溶接する。なお凹部の厚みｔの管理限界は母
材板厚の７０パーセントで実用上の強直が保証できる。
又第７図−（ａｌのように間隙量の小嘔い部分であれば
デフォーカス量り’ｔ＝少なくシ、トーチ８の走行スピ
ードＶを早めて第７図−（ｂ）のように溶接する。この
様にデフォーカスＡＤとトーチ走行スピードｖを間隙量
ｊに対応して１ないし１０ ｍｌＷＭ、の範囲で制御す
ると、従来と同 。
デフォーカス量り’ｔ＝少なくシ、トーチ８の走行スピ
ードＶを早めて第７図−（ｂ）のように溶接する。この
様にデフォーカスＡＤとトーチ走行スピードｖを間隙量
ｊに対応して１ないし１０ ｍｌＷＭ、の範囲で制御す
ると、従来と同 。
−のレーザ出力で溶接可能間隙量が第９図の点線Ａから
実＠Ｂまで拡大できる。なお第９図に示す如く、走行ス
ピードｖをあまり落とすと溶接部が溶は落ちて事実上溶
接不可能となる。
実＠Ｂまで拡大できる。なお第９図に示す如く、走行ス
ピードｖをあまり落とすと溶接部が溶は落ちて事実上溶
接不可能となる。
以上の工うな本発明の溶接方法では、間隙量が増加して
も、直ちに対応してレーザ光の焦点 −径を拡大するこ
とにより突き合せ部の間隙を原因とする溶接不良を防止
することができる。そのため、従来の間隙量許容限界値
が増加し、被溶接物の突き合せ精度の管理条件が緩和さ
れて生産性向上の効果がある。
も、直ちに対応してレーザ光の焦点 −径を拡大するこ
とにより突き合せ部の間隙を原因とする溶接不良を防止
することができる。そのため、従来の間隙量許容限界値
が増加し、被溶接物の突き合せ精度の管理条件が緩和さ
れて生産性向上の効果がある。
第１図はイメージセンナの発する信号ノ（ターンのグラ
フを表わし、 第２図は溶接部間隙量とデフォーカス量との比例関係を
示すグラフｔ−表わし、 第３図はレーザ光の焦点径と被溶接部の距離に関する模
式図を表わし、 第４図はイメージセンブの説明図’を表わし、第５図−
（ａ）は間隙量の小石い突き合せ部を溶接しているトー
チの断面図を表わし、第５図−（ｂ）は間［量の大きい
突き合せ部を溶接しているトーチの断面図ｔ−表わし、 第６図−（ａ）は間隙量の大きな突き合せ部の断面図を
表わし、第６図−（ｂ）は同じく溶接後の断面図を表わ
し、 第７図−（ａ）は間隙量の小石な突き合せ部の断面図を
表わし、第７図−（ｂ）は同じく溶接後の断面図を表わ
し、 第８図はデフォーカス量とトーチ走行スピードとの関係
を示すグラフを表わし、 第９図は溶接スピードと溶接可能間隙量との関係を示す
グラフｔ−表わす。 図中、 １・・・・・・薄鋼板 ２−−−−−・溶接線５
・・・・・・カドミウムランプ ４・・・・・・レ
ンズ５・・・・・・ＣＣＤＩＪニアセンサ ６・・・
・・・アンプ７・・・・・・間諒部 ８・川・
・トーチ９・・°・°・パルスモータ １０・・
・・・・ラック１１・・・・・・ビニオンギア １
２・曲・ガイド筒１３・・・・・・レンズマクント
１４・・・・・・レンズ１５・・・・・・レーザ光
１６・・・・・・コントローラ特許出願人
トヨタ目動阜株式会社 代理人弁理士 萼 優 美 （ほか１名）第１図
第２図 第３図 第８図 第９図
フを表わし、 第２図は溶接部間隙量とデフォーカス量との比例関係を
示すグラフｔ−表わし、 第３図はレーザ光の焦点径と被溶接部の距離に関する模
式図を表わし、 第４図はイメージセンブの説明図’を表わし、第５図−
（ａ）は間隙量の小石い突き合せ部を溶接しているトー
チの断面図を表わし、第５図−（ｂ）は間［量の大きい
突き合せ部を溶接しているトーチの断面図ｔ−表わし、 第６図−（ａ）は間隙量の大きな突き合せ部の断面図を
表わし、第６図−（ｂ）は同じく溶接後の断面図を表わ
し、 第７図−（ａ）は間隙量の小石な突き合せ部の断面図を
表わし、第７図−（ｂ）は同じく溶接後の断面図を表わ
し、 第８図はデフォーカス量とトーチ走行スピードとの関係
を示すグラフを表わし、 第９図は溶接スピードと溶接可能間隙量との関係を示す
グラフｔ−表わす。 図中、 １・・・・・・薄鋼板 ２−−−−−・溶接線５
・・・・・・カドミウムランプ ４・・・・・・レ
ンズ５・・・・・・ＣＣＤＩＪニアセンサ ６・・・
・・・アンプ７・・・・・・間諒部 ８・川・
・トーチ９・・°・°・パルスモータ １０・・
・・・・ラック１１・・・・・・ビニオンギア １
２・曲・ガイド筒１３・・・・・・レンズマクント
１４・・・・・・レンズ１５・・・・・・レーザ光
１６・・・・・・コントローラ特許出願人
トヨタ目動阜株式会社 代理人弁理士 萼 優 美 （ほか１名）第１図
第２図 第３図 第８図 第９図
Claims (1)
- トーチに先行するイメージセンサにより被溶接物の突
き合せ部の間隙量を検知して、該間隙量を電気信号によ
り上記のトーチに付設した調節機構に伝え、該調節機構
の指示により、間隙を有する突き合せ部の溶接が可能に
なるように、レーザ光の集光径とトーチの走行スピード
を調整することを特徴としたレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168489A JPS6146389A (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | レ−ザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59168489A JPS6146389A (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | レ−ザ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6146389A true JPS6146389A (ja) | 1986-03-06 |
Family
ID=15869034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59168489A Pending JPS6146389A (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | レ−ザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6146389A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487090A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Butt welding method by laser beam |
| EP0393242A2 (de) * | 1989-04-20 | 1990-10-24 | SALA S.p.A. | Vorrichtung zur automatischen Lageeinstellung eines Laserschneidkopfes in einer Rohrtrennmaschine |
| CN103537801A (zh) * | 2013-10-18 | 2014-01-29 | 昆山思拓机器有限公司 | 用于激光焊接oled玻璃激光光斑控制装置及方法 |
| US20160285350A1 (en) * | 2013-11-05 | 2016-09-29 | NELA, RAZVOJNI CENTER ZA ELEKTROINDUSTRIJO IN ELEKTRONIKO d.o.o. | Adaptive Laser Joining Of Stator And Rotor Laminations |
-
1984
- 1984-08-11 JP JP59168489A patent/JPS6146389A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487090A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Butt welding method by laser beam |
| JPH0333074B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1991-05-15 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | |
| EP0393242A2 (de) * | 1989-04-20 | 1990-10-24 | SALA S.p.A. | Vorrichtung zur automatischen Lageeinstellung eines Laserschneidkopfes in einer Rohrtrennmaschine |
| CN103537801A (zh) * | 2013-10-18 | 2014-01-29 | 昆山思拓机器有限公司 | 用于激光焊接oled玻璃激光光斑控制装置及方法 |
| US20160285350A1 (en) * | 2013-11-05 | 2016-09-29 | NELA, RAZVOJNI CENTER ZA ELEKTROINDUSTRIJO IN ELEKTRONIKO d.o.o. | Adaptive Laser Joining Of Stator And Rotor Laminations |
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