JPWO2019159659A1 - レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
11 レーザ発振器
12 光干渉計
13 測定光発振器
14 測定部
16 制御装置
17 判定部
18 ロボット
19 光ファイバ
20 レーザ照射ヘッド(照射部)
20A レーザ照射ヘッド(照射部)
21 第1のコリメートレンズ
22 第1のフォーカスレンズ
23 第2のコリメートレンズ
24 第2のフォーカスレンズ
25 ビームスプリッタ
26 第1の平行平板(照射位置変化部)
27 第2の平行平板(照射位置変化部)
30 溶接対象物
31 上側金属板
32 下側金属板
34 溶接経路
35 溶接部
36 溶融池
37 キーホール
37a 底部
38 凝固部
40 スピン軌道
41 コリメートレンズ
42 フォーカスレンズ
43 第3の平行平板(照射位置変化部)
L レーザ光
r 回転半径
S 測定光
RC 回転中心
Claims (9)
- レーザ光で溶接部を溶接するレーザ溶接装置であって、
前記レーザ光と、前記レーザ光とは波長の異なる測定光とを同軸に重ね合わせて前記溶接部に照射する照射部と、
前記測定光の照射位置を、所定の溶接経路上を移動するように変化させ、前記測定光の前記照射位置としての光軸位置を、前記レーザ光のスポット径の1/2よりも小さな回転半径領域内で移動するように変化させる照射位置変化部と、
前記測定光の前記移動中に前記照射部から照射されて前記溶接部で反射した前記測定光に基づいて、前記溶接部の溶け込み深さを繰り返し測定する測定部と、
一定期間内に前記測定部で測定された複数の前記溶け込み深さの測定値を用いて、前記溶接部の前記溶け込み深さの判定を、前記一定期間の開始時点をずらしながら行う判定部とを備えることを特徴とするレーザ溶接装置。 - 請求項1に記載のレーザ溶接装置において、
前記照射位置変化部は、前記測定光の照射位置を、所定の溶接経路上を移動する回転中心の周りを旋回移動するように変化させることを特徴とするレーザ溶接装置。 - 請求項2に記載のレーザ溶接装置において、
前記照射位置変化部は、前記旋回移動において前記測定光の前記照射位置を、前記回転中心を周回する螺旋形状を有する軌跡に沿って移動するように変化させることを特徴とするレーザ溶接装置。 - 請求項1又は2に記載のレーザ溶接装置において、前記判定部は、前記測定部で測定された前記溶け込み深さの前記一定期間内の複数の前記測定値のうち、最も深い側の前記測定値を基準とした所定の範囲内に分布する複数の前記測定値、又は複数の測定値の平均値に基づいて、前記溶接部の溶け込み深さを判定することを特徴とするレーザ溶接装置。
- 請求項4に記載のレーザ溶接装置において、最も深い側の前記測定値を基準とした前記所定の範囲は、前記溶け込み深さの前記測定値の最深部側を下位としたときの、下位の1%以上で且つ20%以下の範囲であることを特徴とするレーザ溶接装置。
- 請求項1乃至5のうち何れか1項に記載のレーザ溶接装置において、
前記判定部は、更に、前記測定部で測定された前記溶け込み深さの前記測定値と、前記レーザ光の出力強度及び溶接速度の少なくとも一方により定まる前記溶け込み深さの基準となる閾値とを比較することで、前記溶け込み深さの前記測定値が異常であるかを判定することを特徴とするレーザ溶接装置。 - レーザ光で溶接部を溶接するレーザ溶接方法であって、
前記レーザ光と、前記レーザ光とは波長の異なる測定光とを同軸に重ね合わせて前記溶接部に照射する照射ステップと、
前記測定光の照射位置を、所定の溶接経路上を移動するように変化させ、前記測定光の前記照射位置としての光軸位置を、前記レーザ光のスポット径の1/2よりも小さな回転半径領域内で移動するように変化させる照射位置変化ステップと、
前記測定光の前記移動中に前記溶接部で反射した前記測定光に基づいて、前記溶接部の溶け込み深さを繰り返し測定する測定ステップと、
一定期間内に前記測定ステップで測定された複数の前記溶け込み深さの測定値を用いて、前記溶接部の前記溶け込み深さの判定を、前記一定期間の開始時点をずらしながら行う判定ステップとを有することを特徴とするレーザ溶接方法。 - 請求項7に記載のレーザ溶接方法において、
前記照射位置変化ステップでは、
前記レーザ光及び前記測定光の照射位置をともに螺旋状に移動させる場合は、前記レーザ光とともに前記測定光の照射位置を移動させる、または、前記レーザ光に対して前記測定光の照射位置を相対的に移動させることを特徴とするレーザ溶接方法。 - 請求項7に記載のレーザ溶接方法において、
前記照射位置変化ステップでは、
前記レーザ光に対して前記測定光の照射位置を相対的に移動させる場合は、前記レーザ光の照射位置を直線状に移動させ、前記測定光の照射位置を円形状や、三角形、四角形等の多角形状となるように移動させることを特徴とするレーザ溶接方法。
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