RU2016150441A

RU2016150441A - Лазерный сварочный аппарат

Info

Publication number: RU2016150441A
Application number: RU2016150441A
Authority: RU
Inventors: Акира ЦУКУИ
Original assignee: Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-06-22
Also published as: JP6369454B2; JP2017113785A; CN106925887B; DE102016124924A1; RU2664583C2; KR20190019992A; MY189902A; RU2016150441A3; CN106925887A; US20170182599A1; KR20170076574A; US10414000B2; KR102095462B1

Claims

1. Лазерный сварочный аппарат, который облучает точку сварки лазерным лучом с целью формирования участка, соединенного встык, в месте облучения, где элементы, намеченные для сварки, соединяют вместе лазерным лучом, при этом

упомянутый лазерный сварочный аппарат содержит:

излучатель, который излучает лазерный луч, при этом упомянутый лазерный луч, излучаемый излучателем, определяют как падающий луч;

дифракционный оптический элемент, который излучает излучаемый луч в направлении места облучения из точки падения падающего луча;

модуль коррекции точки падения луча, который корректирует положение точки падения; и

контроллер, который управляет упомянутым излучателем и упомянутым модулем коррекции точки падения луча, в котором

упомянутый дифракционный оптический элемент включает в себя первую область и вторую область, которые расположены по соседству,

упомянутая первая область представляет собой область, в которой предусмотрена дифракционная решетка, при этом упомянутая дифракционная решетка излучает излучаемый луч, имеющий первый профиль распределения плотности мощности, который отличается от профиля распределения плотности мощности падающего луча,

упомянутая вторая область представляет собой область, которая имеет профиль поверхности, отличающийся от профиля поверхности упомянутой первой области, и излучает излучаемый луч, имеющий второй профиль распределения плотности мощности, который отличается от упомянутого первого профиля распределения плотности мощности, а

упомянутый контроллер выполняет управление лазерной сваркой встык с целью управления тем, как упомянутый модуль коррекции точки падения луча перемещает, по меньшей мере, одну точку в точке падения поперек границы

между упомянутой первой областью и упомянутой второй областью во время излучения лазерного луча излучателем.

2. Лазерный сварочный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что

упомянутая вторая область представляет собой область, в которой дифракционная решетка не предусмотрена.

3. Лазерный сварочный аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что

упомянутая первая область представляет собой область, которая излучает излучаемый луч, содержащий участки с максимальной концентрацией излучения, в упомянутом первом профиле распределения плотности мощности в пределах внешнего поля, отличающегося от центральной зоны, которая представляет собой участок с максимальной концентрацией излучения в упомянутом втором профиле распределения плотности мощности.

4. Лазерный сварочный аппарат по п. 3, отличающийся тем, что

при управлении лазерной сваркой встык, упомянутый контроллер

управляет точкой сварки в упомянутом месте облучения, чтобы находиться в упомянутой центральной зоне,

управляет упомянутым модулем коррекции точки падения луча с целью такой установки места точки падения, чтобы она была ближе к упомянутой второй области, чем место точки падения до того, как наступит заданный начальный момент времени после истечения начального момента времени от запуска излучения лазерного луча излучателем, и

управляет упомянутым местом облучения, чтобы оно не перемещалось относительно упомянутых элементов, намеченных для сварки, во время излучения лазерного луча излучателем.

5. Лазерный сварочный аппарат по п. 3, дополнительно содержащий

перемещающий модуль, который перемещает, по меньшей мере, одно из упомянутых мест облучения и упомянутые элементы, намеченные для сварки, относительно друг друга, отличающийся тем, что

при управлении лазерной сваркой встык, упомянутый контроллер выполняет управление сканированием с целью управления упомянутым перемещающим модулем с тем, чтобы он перемещал упомянутое место облучения таким образом, чтобы линия сварного шва, образованная множеством точек сплошного сварного шва, проходила через упомянутую центральную зону.

6. Лазерный сварочный аппарат по п. 5, отличающийся тем, что

при управлении лазерной сваркой встык, упомянутый контроллер управляет упомянутым модулем коррекции точки падения луча для установки упомянутого места точки падения так, чтобы оно было расположено ближе к упомянутой второй области, чем упомянутое место точки падения до того, как наступит заданный начальный момент времени после истечения начального момента времени от запуска излучения лазерного луча излучателем.

7. Лазерный сварочный аппарат по п. 5, отличающийся тем, что

упомянутая вторая область представляет собой область, где упомянутым излучаемым лучом формируют центральное пятно в упомянутой центральной зоне,

упомянутая первая область представляет собой область, где первое пятно во внешнем поле и второе пятно во внешнем поле формируют упомянутым излучаемым лучом в упомянутом внешнем поле, при этом упомянутое первое пятно во внешнем поле и упомянутое второе пятно во внешнем поле соответственно образуют вершины треугольника вместе с упомянутым центральным пятном, и

при управлении сканированием, упомянутый контроллер управляет таким образом, чтобы промежуточная часть между упомянутым первым пятном во внешнем поле и упомянутым вторым пятном во внешнем поле, а также упомянутое центральное пятно проходили через упомянутую точку сварки на линии сварного шва в следующей последовательности: промежуточная часть между первым пятном во внешнем поле и вторым пятном во внешнем поле, а затем центральное пятно.

8. Лазерный сварочный аппарат по п. 5, отличающийся тем, что

упомянутая вторая область представляет собой область, где центральное пятно в упомянутой центральной зоне формируют упомянутым излучаемым лучом,

упомянутая первая область представляет собой область, где четыре пятна во внешнем поле, которые соответственно образуют вершины прямоугольника, окружающего упомянутое центральное пятно, формируют излучаемым лучом в упомянутом внешнем поле, и

при управлении сканированием, упомянутый контроллер управляет таким образом, чтобы промежуточная часть между первым пятном во внешнем поле и вторым пятном во внешнем поле, которые расположены по соседству, из числа упомянутых пятен во внешнем поле, упомянутое центральное пятно, а также промежуточная часть между третьим пятном во внешнем поле и четвертым пятном во внешнем поле, которые представляют собой пятна во внешнем поле, иные чем упомянутое первое пятно во внешнем поле и упомянутое второе пятно во внешнем поле, соответственно проходили через упомянутую точку сварки на линии сварного шва в следующей последовательности: упомянутая промежуточная часть между упомянутым первым пятном во внешнем поле и упомянутым вторым пятном во внешнем поле, которые расположены по соседству из числа упомянутых пятен во внешнем поле, упомянутое центральное пятно и упомянутая промежуточная часть между упомянутым третьим пятном

во внешнем поле и упомянутым четвертым пятном во внешнем поле, которые представляют собой пятна во внешнем поле, иные чем упомянутое первое пятно во внешнем поле и упомянутое второе пятно во внешнем поле.

9. Лазерный сварочный аппарат по п. 5, отличающийся тем, что

упомянутая вторая область представляет собой область, где центральное пятно в упомянутой центральной зоне формирует упомянутый излучаемый луч,

упомянутая первая область представляет собой область, где упомянутое первое пятно во внешнем поле и упомянутое второе пятно во внешнем поле, размещены в позиции, отличающейся от позиции упомянутого первого пятна во внешнем поле, в упомянутой зоне во внешнем поле формирует упомянутый излучаемый луч, и

при управлении сканированием, упомянутый контроллер управляет упомянутым центральным пятном таким образом, чтобы перемещать его вдоль линии сварного шва, управляет упомянутым первым пятном во внешнем поле, чтобы перемещать его перед упомянутым центральным пятном вдоль первой дорожки во внешнем поле, которая параллельна линии сварного шва, и управляет упомянутым вторым пятном во внешнем поле, чтобы перемещать его за упомянутым центральным пятном вдоль второй дорожки во внешнем поле, которая параллельна линии сварного шва.

10. Лазерный сварочный аппарат по п. 5, отличающийся тем, что

перед выполнением управления лазерной сваркой встык, упомянутый контроллер выполняет управление предварительной фиксацией, чтобы облучить лазерным лучом часть каждой предварительно зафиксированной позиции на линии сварного шва с тем, чтобы сформировать предварительно зафиксированный участок на упомянутой предварительно зафиксированной позиции, и

при управлении предварительной фиксацией, упомянутый контроллер управляет упомянутым модулем коррекции точки падения луча с целью установки упомянутого места точки падения в пределах упомянутой первой области.

11. Лазерный сварочный аппарат по п. 5, дополнительно содержащий

модуль вывода данных о зазоре, который определяет зазор в упомянутой точке сварки на линии сварного шва, образованный в результате такого расположения упомянутых элементов, намеченных для сварки, когда они обращены друг к другу, а также выводит сигнал определения зазора, в котором

при управлении лазерной сваркой встык, когда упомянутый зазор в упомянутой точке сварки, вычисленный упомянутым модулем вывода данных о зазоре, равен заданному пороговому значению зазора или превышает его, упомянутый контроллер выполняет управление лазером с целью управления упомянутым модулем коррекции точки падения луча для того, чтобы установить упомянутое место точки падения ближе к упомянутой первой области, чем место точки падения, когда упомянутый вычисленный зазор меньше упомянутого порогового значения зазора.

12. Лазерный сварочный аппарат по п. 5, отличающийся тем, что

когда упомянутая линия сварного шва имеет, в целом, прямоугольную форму, упомянутый контроллер запускает управление сканированием от стартовой позиции, при этом упомянутая стартовая позиция точки сварки расположена на длинной стороне линии сварного шва, а после запуска, упомянутый контроллер выполняет управление сканированием вдоль линии сварного шва до стартовой позиции за один проход.

13. Лазерный сварочный аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что

упомянутый излучатель регулирует величину выходной мощности лазера, которая представляет собой величину выходной мощности лазерного луча, во время излучения лазерного луча.