TWI777674B - 雷射熔接裝置以及雷射加工裝置 - Google Patents

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TWI777674B
TWI777674B TW110126401A TW110126401A TWI777674B TW I777674 B TWI777674 B TW I777674B TW 110126401 A TW110126401 A TW 110126401A TW 110126401 A TW110126401 A TW 110126401A TW I777674 B TWI777674 B TW I777674B
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resin
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TW110126401A
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井上浩輔
楓祐二
隈元周
國枝秀明
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日商松下知識產權經營股份有限公司
日商廣島股份有限公司
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Abstract

本發明的第1樹脂構件11具有第1接觸面12。與第1樹脂構件11重疊的第2樹脂構件21具有與第1接觸面12接觸的第2接觸面22。雷射熔接裝置1具備：加壓部31，與第2樹脂構件21抵接而賦予加壓力；雷射射出部32，射出雷射光Lw；以及雷射控制部33，控制雷射光Lw的雷射輸出。雷射熔接裝置1具備：位移感測器34，測定第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的重疊方向X1上的第2接觸面22的位移；和控制部35，從位移感測器34連續地或者斷續地取得第2接觸面22的位移量，基於取得的位移量，控制加壓部31使加壓力增減。

Description

雷射熔接裝置以及雷射加工裝置
本公開是關於雷射熔接裝置及雷射加工裝置。
以往，有將重疊的兩個樹脂構件藉由雷射熔接而接合的雷射熔接裝置。對於此種雷射熔接裝置，為了抑制樹脂構件彼此的熔接變得不充分，提出了各種一邊用夾緊件等治具加壓以使兩個樹脂構件的接觸面彼此密接一邊進行雷射熔接的裝置。
例如，在專利文獻1記載的雷射熔接裝置中，檢測用夾緊爪將兩個樹脂構件夾緊時的施加於夾緊爪的反作用力的產生情況，根據檢測出的反作用力調整夾緊爪的加壓力以使兩個樹脂構件適當密接。然後，該雷射熔接裝置以從夾緊爪對兩個樹脂構件施加已調整的加壓力的狀態對該兩個樹脂構件進行雷射熔接。
另外，專利文獻2公開了如下技術：檢測伴隨向藉由夾緊機構的加壓力而密接的兩個樹脂構件的接觸面照射雷射光的、該接觸面中的溫度變化，根據檢測出的溫度變化來調整夾緊機構的加壓力。
另外，在專利文獻3記載的雷射熔接裝置中，使從以使兩個樹脂構件密接的方式加壓的治具賦予給該兩個樹脂構件的加壓力遞增，並且檢測作用於該治具的反作用力，求出檢測出的反作用力相對於該治具的位移的傾斜度變化。並且，該雷射熔接裝置在使反作用力的傾斜度向增大角度的方向變化時，從治具賦予給兩個樹脂構件的加壓力的遞增停止。然後，該雷射熔接裝置以將向樹脂構件的加壓力的遞增停止時的加壓力從治具賦予給兩個樹脂構件的狀態對該兩個樹脂構件進行雷射熔接。
專利文獻1：日本專利特開2006-44122號公報 專利文獻2：日本專利特開2007-111927號公報 專利文獻3：日本專利特開2008-254404號公報
但是，被雷射熔接的兩個樹脂構件中的一方樹脂構件由使雷射光透射的雷射光透射性樹脂構成，並且另一方樹脂構件由吸收雷射光的雷射光吸收性樹脂構成。並且，被雷射熔接的兩個樹脂構件中吸收雷射光的樹脂構件在雷射熔接的過程中藉由吸收雷射光而熱膨脹。另外，被雷射熔接的兩個樹脂構件在雷射熔接的過程中伴隨各種各樣的變化，諸如重疊的兩個樹脂構件的接觸面附近的硬度發生變化，或者熔融，或者凝固。因此，較佳在雷射熔接的過程中，將與兩個樹脂構件的狀態相應的適當加壓力賦予給該兩個樹脂構件。另外，較佳在雷射熔接的過程中，進行與兩個樹脂構件的狀態相應的適當的雷射光照射。
例如，當在雷射熔接的過程中賦予給兩個樹脂構件的加壓力過大時，有過量產生溢料，或者因殘留應力而在熔接後的樹脂構件產生裂紋之虞。另一方面，當在雷射熔接的過程中賦予給兩個樹脂構件的加壓力不足時，有樹脂構件彼此的密接變得不充分之虞。在樹脂構件彼此的密接不充分的狀態下，在重疊的兩個樹脂構件的接觸面間存在微小的間隙。因此，當在該狀態下進行雷射熔接時，因為存在該微小的間隙，所以難以從由雷射光吸收性樹脂構成的樹脂構件向由雷射光透射樹脂構成的樹脂構件導熱。於是，由雷射光吸收性樹脂構成的樹脂材料在導熱未良好進行的情況下直接繼續吸收雷射光，因此有可能碳化。同時，由雷射光透射性樹脂構成的樹脂構件由於從由雷射光吸收性樹脂構成的樹脂構件的導熱未良好進行，所以有可能熔融變得不充分。
專利文獻1及專利文獻3記載的雷射熔接裝置在進行雷射熔接前的狀態下藉由對兩個樹脂構件賦予加壓力而使該兩個樹脂構件密接。然而，在專利文獻1及專利文獻3中並未記載對在雷射熔接的過程中調整賦予給兩個樹脂構件的加壓力。因此，根據在進行雷射熔接前已調整的賦予給兩個樹脂構件的加壓力的大小，有熔接的樹脂構件過量產生溢料或者產生裂紋之虞。
另外，如專利文獻2所記載的那樣，在雷射熔接的過程中檢測兩個樹脂構件的接觸面的溫度，並根據檢測出的溫度來調整賦予給兩個樹脂構件的加壓力的情況下，當所檢測的溫度變化微小時，有難以根據該微小的溫度變化調整加壓力的問題。而且，在要根據兩個樹脂構件的接觸面中的溫度變化即時地控制加壓力的情況下，有相對於兩個樹脂構件的接觸面中的溫度變化的速度調整加壓力的控制變慢之虞。因此，有在雷射熔接的過程中能否對被雷射熔接的兩個樹脂構件賦予與樹脂構件的狀態相應的適當加壓力的擔憂。
本發明的目的在於提供能夠抑制過量的溢料的產生及樹脂構件的裂紋的產生之雷射熔接裝置及雷射加工裝置。再稍微提及的話，本發明的目的在於提供能夠抑制由於樹脂構件彼此的密接不足導致的樹脂構件的碳化及熔融不足的雷射熔接裝置。
解決上述課題的雷射熔接裝置，將由使雷射光透射的雷射光透射性樹脂構成並具有第1接觸面的第1樹脂構件和由吸收雷射光的雷射光吸收性樹脂構成並具有第2接觸面的第2樹脂構件，按該第1接觸面和該第2接觸面以接觸的方式重疊的狀態，利用雷射光使該第1接觸面及該第2接觸面熔融並接合，該雷射熔接裝置具備：加壓部，其與重疊的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件抵接而賦予加壓力；雷射射出部，其將透射該第1樹脂構件的雷射光射出；雷射控制部，其控制該雷射射出部所射出的該雷射光的雷射輸出；位移感測器，其測定該第1樹脂構件和該第2樹脂構件在重疊方向上的該第1接觸面及該第2接觸面的至少一方接觸面的位移；以及控制部，其從該位移感測器連續地或者斷續地取得該接觸面的位移量，並且基於取得的該接觸面的位移量，以使該加壓力增減的方式控制該加壓部。
根據該結構，基於向第1樹脂構件和第2樹脂構件的重疊方向位移的第1接觸面及第2接觸面的至少一方接觸面的位移量，使賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力增減。第1接觸面及第2接觸面在雷射熔接的過程中根據第1樹脂構件的狀態及第2樹脂構件的狀態向重疊方向位移。因此，重疊方向上的第1接觸面及第2接觸面的位移根據雷射熔接的過程中的第1樹脂構件及第2樹脂構件的狀態而變化。基於此種第1接觸面及第2接觸面的至少一方接觸面的位移量，使賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力增減。因此，對於被雷射熔接的第1樹脂構件及第2樹脂構件，能夠在雷射熔接的過程中進行與第1樹脂構件及第2樹脂構件的狀態相應的適當加壓力的賦予。其結果，能夠抑制過量的溢料的產生、和第1樹脂構件及第2樹脂構件的裂紋的產生。另外，能夠抑制由於樹脂構件彼此的密接不足導致的樹脂構件的碳化及熔融不足。
在上述雷射熔接裝置中，較佳若該控制部基於從該位移感測器取得的該接觸面的位移量檢測出該接觸面的位移伴隨該第2樹脂構件的熱膨脹而變化，則控制該加壓部使該加壓力以預先設定的時間增加，然後，若基於從該位移感測器取得的該接觸面的位移量檢測出該接觸面的位移的方向已反轉，則控制該加壓部使該加壓力階段性地減小。
根據該結構，當檢測出伴隨第2樹脂構件的熱膨脹的接觸面的位移的變化時，賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力在預先設定的時間增加。因此，可抑制第1樹脂構件由於第2樹脂構件的熱膨脹而相對於第2接觸面浮起。因此，在第2樹脂構件熱膨脹的期間也能夠使第1接觸面和第2接觸面良好地密接。
另外，當檢測出接觸面的位移的方向已反轉時，賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力階段性地減小。當第2樹脂構件的軟化開始時，由位移感測器測定的接觸面的位移的方向反轉。因此，根據第2樹脂構件的軟化開始，賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力階段性地減小。因此，能夠減少在第1接觸面及第2接觸面的外周被擠出之軟化的樹脂的量。
上述雷射熔接裝置中，較佳當由該位移感測器測定的位移的方向已反轉時，該雷射控制部控制該雷射射出部使該雷射輸出以預先設定的設置時間階段性地增加。
根據該結構，在第2樹脂構件的軟化開始之後，能夠使向第2接觸面照射的雷射光的雷射輸出階段性地增加。因此，能夠根據第2樹脂構件的狀態進行雷射光的照射。
上述雷射熔接裝置中，較佳若經過該設定時間，則該雷射控制部控制該雷射射出部使該雷射輸出逐漸下降。 根據該結構，藉由使雷射輸出逐漸下降，從而熔融而相互接合的狀態的第1接觸面及第2接觸面逐漸冷卻。而且，在賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力階段性地下降時，第1接觸面及第2接觸面逐漸冷卻。因此，能夠更加減小在冷卻後的第1樹脂構件及第2樹脂構件產生的殘留應力。其結果，能夠更加抑制第1樹脂構件及第2樹脂構件的裂紋的產生。
在上述雷射熔接裝置中，較佳該位移感測器是接觸式的位移感測器。 根據該結構，藉由使用接觸式的位移感測器，與例如使用光學式的位移感測器的情況相比，因為直接測定接觸面的位移，所以能夠更加精度良好地檢測接觸面的位移。另外，在比較測定精度同等的接觸式的位移感測器和光學式的位移感測器的情況下，接觸式的位移感測器能夠比較廉價而精度良好地檢測接觸面的位移。
在上述雷射熔接裝置中，較佳還具備反作用力測定感測器，該反作用力測定感測器測定從該加壓部所抵接的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件施加於該加壓部的反作用力，該控制部取得由該反作用力測定感測器測定的反作用力，並且基於從該位移感測器取得的該接觸面的位移量及從該反作用力測定感測器取得的反作用力，控制該加壓部使該加壓力增減。
根據該結構，不僅基於接觸面的位移量，而且基於從第1樹脂構件及第2樹脂構件中至少一方樹脂構件施加於加壓部的反作用力，使賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力增減。從加壓部所抵接的第1樹脂構件及第2樹脂構件中至少一方樹脂構件施加於加壓部的反作用力根據雷射熔接的過程中的第1樹脂構件及第2樹脂構件的狀態而變化。因此，藉由也基於該反作用力使賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力增減，從而對於被雷射熔接的第1樹脂構件及第2樹脂構件，能夠在雷射熔接的過程中進行與第1樹脂構件及第2樹脂構件的狀態相應的更適當的加壓力的賦予。其結果，能夠更加抑制過量的溢料的產生和第1樹脂構件及第2樹脂構件的裂紋的產生。
解決上述課題的雷射加工裝置，使用於樹脂構件彼此的雷射熔接，將由使雷射光透射的雷射光透射性樹脂構成並具有第1接觸面的第1樹脂構件和由吸收雷射光的雷射光吸收性樹脂構成並具有第2接觸面的第2樹脂構件，按該第1接觸面和該第2接觸面以接觸的方式重疊的狀態，利用雷射光使該第1接觸面及該第2接觸面熔融並接合，該雷射加工裝置具備：雷射射出部，其將透射該第1樹脂構件的雷射光射出；雷射控制部，其控制該雷射射出部所射出的該雷射光的雷射輸出；以及輸入部，其被提供測定訊號，該測定訊號與由測定該第1樹脂構件和該第2樹脂構件在重疊方向上的該第1接觸面及該第2接觸面的至少一方接觸面的位移的位移感測器測定的該接觸面的位移量相應，該雷射控制部基於被提供給該輸入部的該測定訊號控制該雷射射出部使該雷射輸出階段性地變化。
根據該結構，基於向第1樹脂構件和第2樹脂構件的重疊方向位移的第1接觸面及第2接觸面的至少一方接觸面的位移量，使向第2接觸面照射的雷射光的雷射輸出階段性地變化。第1接觸面及第2接觸面在雷射熔接的過程中根據第1樹脂構件的狀態及第2樹脂構件的狀態向重疊方向位移。因此，重疊方向上的第1接觸面及第2接觸面的位移根據雷射熔接的過程中的第1樹脂構件及第2樹脂構件的狀態而變化。基於此種第1接觸面及第2接觸面的至少一方接觸面的位移量，使向第2接觸面照射的雷射光的雷射輸出階段性地變化。因此，對於被雷射熔接的第1樹脂構件及第2樹脂構件，能夠在雷射熔接的過程中進行與第1樹脂構件及第2樹脂構件的狀態相應的適當的雷射光的照射。其結果，能夠抑制過量的溢料的產生和第1樹脂構件及第2樹脂構件的裂紋的產生。
在上述雷射加工裝置中，較佳該雷射控制部在基於提供給該輸入部的該測定訊號檢測出該接觸面的位移伴隨該第2樹脂構件的熱膨脹而變化後，若基於該測定訊號檢測出該接觸面的位移的方向已反轉，則控制該雷射射出部使該雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。
根據該結構，在第2樹脂構件的軟化開始之後，能夠使向第2接觸面照射的雷射光的雷射輸出階段性地增加。因此，能夠根據第2樹脂構件的狀態進行雷射光的照射。其結果，能夠提高第1樹脂構件和第2樹脂構件的接合品質。
在上述雷射加工裝置中，較佳還向該輸入部提供加壓控制訊號，該加壓控制訊號和抵接於重疊的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件而加壓的加壓部賦予給該樹脂構件的加壓力相應，該雷射控制部從基於提供給該輸入部的該測定訊號檢測出該接觸面的位移伴隨該第2樹脂構件的熱膨脹而變化的時間點、及基於提供給該輸入部的該加壓控制訊號檢測出該加壓力已增加的時間點中的任一方時間點開始，控制該雷射射出部使該雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。
根據該結構，當從檢測出伴隨第2樹脂構件的熱膨脹的接觸面的位移的變化的時間點開始使雷射輸出階段性地增加時，在第2樹脂構件的熱膨脹開始之後，能夠使向第2接觸面照射的雷射光的雷射輸出階段性地增加。另外，在基於伴隨第2樹脂構件的熱膨脹的接觸面的位移的變化將加壓力增加的情況下，當從基於加壓控制訊號檢測出加壓力增加的時間點使雷射輸出階段性地增加時，在第2樹脂構件的熱膨脹開始之後，能夠使向第2接觸面照射的雷射光的雷射輸出階段性地增加。因此，能夠根據第2樹脂構件的狀態進行雷射光的照射。其結果，能夠提高第1樹脂構件和第2樹脂構件的接合品質。
在上述雷射加工裝置中，較佳若經過該設定時間，該雷射控制部控制該雷射射出部使該雷射輸出逐漸下降。 根據該結構，藉由使雷射輸出逐漸下降，從而熔融而相互接合的狀態的第1接觸面及第2接觸面逐漸冷卻。因此，能夠更加減小在冷卻後的第1樹脂構件及第2樹脂構件產生的殘留應力。其結果，能夠更加抑制第1樹脂構件及第2樹脂構件的裂紋的產生。
上述雷射加工裝置中，較佳還向該輸入部提供加壓控制訊號，該加壓控制訊號和抵接於重疊的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件而加壓的加壓部賦予給該樹脂構件的加壓力相應，該雷射控制部若基於該輸入部的該加壓控制訊號檢測出該加壓力階段性地下降，且基於提供給該輸入部的該測定訊號檢測出該接觸面的位移的變化量以預先設定的時間保持恒定，則控制該雷射射出部使該雷射輸出逐漸下降。
根據該結構，藉由使雷射輸出逐漸下降，從而熔融而相互接合的狀態的第1接觸面及第2接觸面逐漸冷卻。而且，在賦予給第1樹脂構件及第2樹脂構件的加壓力階段性地下降時，第1接觸面及第2接觸面逐漸冷卻。因此，能夠更加減小在冷卻後的第1樹脂構件及第2樹脂構件產生的殘留應力。其結果，能夠更加抑制第1樹脂構件及第2樹脂構件的裂紋的產生。
根據本公開的雷射熔接裝置及雷射加工裝置，能夠抑制過量的溢料的產生及樹脂構件的裂紋的產生。另外，根據本發明的雷射熔接裝置，能夠抑制由於樹脂構件彼此的密接不足導致的樹脂構件的碳化及熔融不足。
以下，按照圖式說明雷射熔接裝置的一實施方式。 另外，圖式為了容易理解，有時將結構要素放大示出。結構要素的尺寸比率有時與實際的尺寸比率或者與其他圖式中的尺寸比率不同。
圖1所示的本實施方式的雷射熔接裝置1是以使第1樹脂構件11和第2樹脂構件21重疊的狀態對第1樹脂構件11和第2樹脂構件21進行雷射熔接的裝置。雷射熔接裝置1具備加壓部31、雷射射出部32、雷射控制部33、位移感測器34以及控制部35。另外，本實施方式的雷射熔接裝置1包括雷射加工裝置2。雷射加工裝置2包括雷射射出部32和雷射控制部33。順帶一提，雷射射出部32及雷射控制部33也可以不是作為雷射加工裝置2的一部分而被雷射熔接裝置1所具備者。
加壓部31與重疊的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21中至少一方樹脂構件抵接而賦予加壓力。加壓部31例如具有可動台41和以與可動台41對置的方式配置的頂板42。另外，加壓部31具有對可動台41加壓的加壓調整部43和控制加壓調整部43的加壓控制控制器44。
可動台41具有配置第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的配置面45。配置面45呈平面狀。 在此，第1樹脂構件11由使雷射光透射的雷射光透射性樹脂構成，具有第1接觸面12。另外，第1樹脂構件11在該第1樹脂構件11的與第1接觸面12相反的一側的側面具有第1抵接面13。第2樹脂構件21由吸收雷射光的雷射光吸收性樹脂構成，具有第2接觸面22。另外，第2樹脂構件21在該第2樹脂構件21的與該第2接觸面22相反的一側的側面具有第2抵接面23。第1樹脂構件11和第2樹脂構件21以按第1接觸面12和第2接觸面22接觸的方式重疊的狀態配置於配置面45上。另外，重疊的第1樹脂構件11和第2樹脂構件21以第2抵接面23與配置面45抵接的狀態配置於配置面45上。
另外，作為第1樹脂構件11和第2樹脂構件21重疊的方向的重疊方向X1在本實施方式中是與第2接觸面22垂直的方向。並且，在第1樹脂構件11和第2樹脂構件21配置於配置面45上的狀態下，重疊方向X1與配置面45呈垂直。
頂板42與可動台41之間夾持重疊的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21。頂板42以與配置面45對置的方式配置。頂板42既可以由不透射雷射光的材料構成，也可以由透射雷射光的玻璃等透明體構成。在頂板42由不透射雷射光的材料構成的情況下，該頂板42具有用於使雷射光透射的貫穿孔。該貫穿孔也可以是在內側具有雷射光透射的物理空間的孔。另外，該貫穿孔也可以在該貫穿孔的內側配置例如光學玻璃等雷射光會透射的構件。即，該貫穿孔也可以是構成光學窗者。如此，在頂板42由不透射雷射光的材料構成的情況下，頂板42構成為：不管有無物理空間，都具有雷射光在光學上透射的部分。
在本實施方式中，頂板42由金屬材料構成。而且，頂板42具有用於使第1樹脂構件11露出的貫穿孔46。在本實施方式中，貫穿孔46在該貫穿孔46的內側具有雷射光會透射的物理空間。頂板42能與配置於配置面45上的第1樹脂構件11的第1抵接面13抵接。
加壓調整部43是為了對第2樹脂構件21賦予加壓力以使第1接觸面12和第2接觸面22密接而向與配置面45垂直的方向對可動台41加壓的機構。加壓調整部43例如使用馬達式、氣壓式、液壓式、彈簧壓力式中的一個或者多個朝向頂板42對可動台41加壓。本實施方式的加壓調整部43例如使用伺服壓力機（servo press）。
加壓控制控制器44為了調整從加壓調整部43賦予給可動台41的加壓力而控制加壓調整部43。另外，加壓控制控制器44為了調整可動台41的移動速度而控制加壓調整部43。
雷射射出部32將透射第1樹脂構件11的雷射光Lw射出。雷射控制部33控制雷射射出部32所射出的雷射光Lw的雷射輸出。 雷射控制部33具有射出雷射光Lw的未圖示的雷射振盪器。雷射振盪器例如是YAG雷射、CO 2雷射、光纖雷射等的雷射光源。雷射振盪器所射出的雷射光Lw經由光纖等向雷射射出部32提供。另外，雷射控制部33也可以具有輸入部51，輸入部51被提供後述的測定訊號S1及加壓控制訊號S2的至少一方電訊號。另外，雷射振盪器也可以不包含於雷射控制部33，而是包含於雷射射出部32。
雷射射出部32將從雷射控制部33提供的雷射光Lw朝向配置於配置面45上的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21射出。雷射射出部32射出的雷射光Lw透射第1樹脂構件11向第2樹脂構件21的第2接觸面22照射。另外，在本實施方式中，雷射射出部32射出的雷射光Lw在貫穿孔46貫穿而透射第1樹脂構件11。
雷射控制部33藉由控制雷射振盪器，從而控制雷射光Lw的射出時機。另外，雷射控制部33藉由控制雷射射出部32，從而控制雷射光Lw對第2樹脂構件21的掃描。具體而言，雷射控制部33藉由控制雷射射出部32，從而控制例如雷射光Lw的掃描路徑及掃描速度。另外，雷射控制部33藉由控制雷射射出部32，從而調整第2接觸面22中的雷射光Lw的點徑。
位移感測器34測定重疊方向X1上的第1接觸面12及第2接觸面22的至少一方接觸面的位移。本實施方式的位移感測器34例如測定重疊方向X1上的第2接觸面22的位移。具體而言，本實施方式的位移感測器34藉由測定與配置面45垂直的方向上的配置面45的位移，從而測定配置於配置面45上的第2樹脂構件21的第2接觸面22的位移。
位移感測器34既可以是接觸式的位移感測器，也可以是雷射聚焦式、超音波式、光學式、渦電流式等非接觸式的位移感測器。作為位移感測器34，能使用公知的位移感測器。本實施方式的位移感測器34例如是接觸式的位移感測器。位移感測器34例如具有測定頭61和位移感測器控制器62。
測定頭61具有觸頭63。在本實施方式中，測定頭61以觸頭63與配置面45接觸的方式配置。觸頭63伴隨與配置面45垂直的方向上的配置面45的移動而在與配置面45垂直的方向移動。由此，測定頭61測定與配置面45垂直的方向上的配置面45的位移。
位移感測器控制器62求出觸頭63的位移量。即，位移感測器控制器62藉由求出觸頭63的位移量，從而得到與配置面45垂直的方向上的配置面45的位移。在本實施方式中，位移感測器控制器62將求出的觸頭63的位移量、即重疊方向X1上的第2接觸面22的位移量輸出。
控制部35例如是可程式控制器（PLC）、個人電腦等。控制部35也可以具有儲存部、計時器等。 控制部35從位移感測器34連續地或者斷續地取得第2接觸面22的位移量，基於取得的第2接觸面22的位移量，控制加壓部31使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力增減。控制部35基於取得的第2接觸面22的位移量，算出賦予給第2樹脂構件21的加壓力。控制部35將已算出的加壓力向加壓部31輸出。在一例中，控制部35將表示已算出的加壓力的資料向加壓部31輸出。另外，控制部35也可以為了控制可動台41的移動速度而控制加壓部31。
控制部35將與從位移感測器34取得的位移量相應的測定訊號S1向輸入部51輸出。在本實施方式中，測定訊號S1是與由位移感測器34測定的第2接觸面22的位移量相應的電訊號。測定訊號S1連續地或者斷續地向輸入部51提供。
另外，控制部35也可以將與加壓部31賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的至少一方的加壓力相應的加壓控制訊號S2向輸入部51輸出。在本實施方式中，加壓控制訊號S2是與加壓部31賦予給第2樹脂構件21的加壓力相應的電訊號。加壓控制訊號S2也可以連續地或者斷續地向輸入部51提供。另外，加壓控制訊號S2也可以在加壓部31賦予給第2樹脂構件21的加壓力變化時向輸入部51提供。
（雷射熔接裝置的動作） 接著，對如上述構成的雷射熔接裝置1的動作進行說明。 圖2（a）示出由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況下的、時間和工件的硬度的關係。在本實施方式中，工件的硬度相當於第1樹脂構件11及第2樹脂構件21中的熔接部分的硬度。圖2（b）示出由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況下的、時間和從雷射射出部32射出的雷射光Lw的強度的關係。圖2（c）示出由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況下的、時間和加壓部31的加壓力的關係。另外，圖2所示的雷射吸收和發熱、膨脹、軟化、熔融、冷卻以及接合完成表示第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態變化的過程。各階段的時間是例示性地示出的時間，有時與實際的時間不同。
圖3是示出進行雷射熔接的情況下的、由位移感測器34測定的位移量和時間的關係的圖表。圖3中用實線示出基於由位移感測器34測定的位移量使賦予給第2樹脂構件21的加壓力增減而進行雷射熔接的情況下的、由位移感測器34測定的位移量和時間的關係。另外，在將賦予給樹脂構件的加壓力設為恒定而進行雷射熔接的情況下，用兩點鏈線示出由位移感測器測定的位移量和時間的關係。
如圖1所示，首先，第1樹脂構件11和第2樹脂構件21以按第1接觸面12和第2接觸面22接觸的方式而重疊的狀態配置於可動台41的配置面45上。此時，第1樹脂構件11及第2樹脂構件21以第2樹脂構件21的第2抵接面23變為與配置面45抵接的狀態的方式配置於配置面45上。在第1樹脂構件11及第2樹脂構件21配置於配置面45上的狀態下，重疊方向X1和與配置面45垂直的方向大致一致。
第1樹脂構件11和第2樹脂構件21被與第1樹脂構件11的第1抵接面13抵接的頂板42和可動台41夾持。頂板42在與第1樹脂構件11抵接的狀態下不向與配置面45垂直的方向、即重疊方向X1位移。
控制部35以對第2樹脂構件21賦予加壓力的方式控制加壓部31。由此，以第1樹脂構件11和第2樹脂構件21在重疊方向X1密接的方式從加壓部31對第2樹脂構件21賦予加壓力。另外，位移感測器34測定與配置面45垂直的方向上的配置面45的位移。並且，控制部35從位移感測器34連續地或者斷續地取得第2接觸面22的位移量。而且，控制部35將與從位移感測器34取得的第2接觸面22的位移量相應的測定訊號S1連續地或者斷續地向輸入部51輸入。另外，控制部35也可以將加壓控制訊號S2向輸入部51提供。在本實施方式中，控制部35將加壓控制訊號S2向輸入部51提供。
另外，基於由位移感測器34測定的位移量預先設定目標位移量Td，以使雷射熔接後的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的重疊方向X1的厚度變為期望厚度。即，以在為第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的接合已完成的狀態時由位移感測器34測定的位移量變為目標位移量Td的方式，進行第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的雷射熔接。例如，在本實施方式中，目標位移量Td被設定為250μm。
在用於使第1樹脂構件11和第2樹脂構件21在重疊方向X1密接的加壓完成後，雷射控制部33以開始雷射光Lw的射出的方式控制雷射射出部32。另外，在本實施方式中，位移感測器34將開始射出雷射光Lw的時間點的重疊方向X1上的第2接觸面22的位置作為基準位置使用，測定從該基準位置算起的第2接觸面22的位移量。即，在本實施方式中，位移感測器34使用開始射出雷射光Lw的時間點的重疊方向X1上的配置面45的位置作為基準位置，測定從該基準位置算起的配置面45的位移量。因此，在本實施方式中，當第2接觸面22位於基準位置時，即當配置面45位於基準位置時，由位移感測器34測定的位移量為0。從雷射射出部32射出的雷射光Lw透射第1樹脂構件11而向第2樹脂構件21的第2接觸面22照射。第2樹脂構件21吸收雷射光Lw而開始發熱。
如圖1～圖3所示，在第2樹脂構件21吸收雷射光Lw而發熱的階段，第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的硬度不會變化而為恒定。因此，由位移感測器34測定的位移量沒有變化。另外，在該階段，雷射光Lw的強度為恒定。另外，在該階段，加壓部31賦予的加壓力維持成恒定大小。
在雷射光Lw的射出開始之後經過時間T1時，第2樹脂構件21開始熱膨脹。在第2樹脂構件21熱膨脹的階段，第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的硬度與第2樹脂構件21吸收雷射光Lw而發熱的階段同樣為恒定。另外，在第2樹脂構件21熱膨脹的階段，雷射光Lw的強度為與第2樹脂構件21吸收雷射光Lw而發熱的階段相同的強度，且為恒定。
由於第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的硬度保持不變的狀況下第2樹脂構件21熱膨脹，藉由第2樹脂構件21的體積變化，可動台41被向與加壓部31的加壓方向相反的方向推回。因此，由位移感測器34測定的配置面45的位移發生變化。在此，關於配置面45的位移的方向，將與加壓部31賦予的加壓力相同的方向的位移設為正側的位移，將與該加壓力相反的方向的位移設為負側的位移。即，將重疊方向X1上的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的厚度變薄的方向的位移設為正側的位移，將該厚度變厚的方向的位移設為負側的位移。
當配置面45伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而向負側位移時，該位移的方向及位移量由位移感測器34測定。控制部35基於從位移感測器34取得的位移量，檢測出伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化。即，控制部35藉由基於從位移感測器34取得的位移量檢測出配置面45已向負側位移，從而檢測伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化。控制部35例如當檢測出位移量相對於時間的傾斜度已向負側傾斜時，判定為配置面45已向負側位移。另外，控制部35也可以不是檢測位移量相對於時間的傾斜度的變化，而是檢測從配置面45的位移量為0的狀態開始有配置面45向負側的位移量的變化，從而判定為配置面45已向負側位移。
另外，此時雷射控制部33基於從控制部35提供給輸入部51的測定訊號S1，檢測伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化。雷射控制部33基於測定訊號S1，與控制部35同樣地檢測伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化。
並且，若控制部35檢測出第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化，則控制加壓部31使加壓力在預先設定的時間增加。在本實施方式中，在從檢測出伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化的時間點到時間t1的期間，賦予給第2樹脂構件21的加壓力增加一階。因此，可抑制第2樹脂構件21由於第2樹脂構件21的熱膨脹而從配置面45浮起。另外，可抑制第1樹脂構件11由於第2樹脂構件21的熱膨脹而相對於第2接觸面22浮起。因此，在第2樹脂構件21熱膨脹的期間也能夠使第1接觸面12和第2接觸面22良好地密接。
另外，時間t1能夠考慮第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的物理性質、雷射光Lw的強度、加壓部31的加壓力等而任意設定。例如，在本實施方式中，時間t1是從控制部35檢測出伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化的時間點到控制部35檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉為止的時間。即，在本實施方式中，時間t1相當於從第2樹脂構件21的膨脹開始的時間點到第2樹脂構件21的軟化開始的時間點為止的時間。
當雷射光Lw的射出開始之後經過時間T2時，第2樹脂構件21的軟化開始。當第2樹脂構件21的軟化開始時，伴隨時間的經過，第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的部分的硬度逐漸變軟。並且，第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的軟化部分被來自加壓部31的加壓力壓扁。由此，第2接觸面22向靠近配置面45的方向位移，因此配置面45向與加壓部31的加壓方向相同的方向位移。即，由位移感測器34測定的配置面45的位移量向正側變化。
當配置面45伴隨第2樹脂構件21的軟化而向正側位移時，該位移的方向及位移量由位移感測器34測定。控制部35基於由位移感測器34取得的位移量，檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉。即，控制部35基於從位移感測器34取得的位移量，檢測出配置面45的位移的方向已從負側向正側反轉，由此檢測第2接觸面22的位移的方向已反轉。控制部35例如當檢測出位移量相對於時間的傾斜度已從負側向正側傾斜時，判定為配置面45的位移的方向已從負側向正側反轉。另外，在控制部35中判斷為配置面45的位移的方向已從負側向正側反轉的方法不限於此。例如，控制部35也可以檢測出位移量相對於時間的傾斜度已從負側變為0，從而判定為配置面45的位移的方向已從負側向正側反轉。另外，控制部35也可以不是檢測位移量相對於時間的傾斜度的變化，而是檢測出已向負側位移的配置面45已向正側位移，從而判定為配置面45的位移的方向已反轉。即，控制部35也可以檢測出已向負側增加的配置面45的位移量已向正側增加，從而判定為配置面45的位移的方向已從負側向正側反轉。
並且，若控制部35檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉，則控制加壓部31使加壓力階段性地減小。在本實施方式中，在從檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉的時間點到時間t2的期間，賦予給第2接觸面22的加壓力減小一階。因此，能夠減少在第1接觸面12及第2接觸面22的外周被擠出之軟化的樹脂的量。
另外，時間t2能夠考慮第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的物理性質、雷射光Lw的強度、加壓部31的加壓力等而任意設定。例如，在本實施方式中，時間t2被設定為從控制部35檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉的時間點、即第2樹脂構件21的軟化開始的時間點到第2樹脂構件21的熔融開始時為止的時間。
而且，控制部35在從經過時間t2的時間點到時間t3的期間，控制加壓部31使賦予給第2接觸面22的加壓力進一步減小一階。另外，控制部35在從經過時間t3的時間點到時間t4的期間，控制加壓部31使賦予給第2接觸面22的加壓力進一步減小一階。如此，控制部35在檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉後到將頂板42和可動台41對第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的夾持解除為止（即到鬆開為止），控制加壓部31使加壓力階段性地減小。
另外，時間t3及時間t4能夠考慮第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的物理性質、雷射光Lw的強度、加壓部31的加壓力等而任意設定。例如，在本實施方式中，時間t3被設定為從第2樹脂構件21的熔融開始時到第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的冷卻開始時為止的時間。另外，例如，在本實施方式中，時間t4被設定為從第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的冷卻開始時到第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的冷卻結束時為止的時間。
雷射控制部33在由位移感測器34測定的位移的方向已反轉後，控制雷射射出部32以預先設定的設定時間使雷射輸出階段性地增加。例如，雷射控制部33在基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化後，若基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉，則控制雷射射出部32以預先設定的設定時間使雷射輸出階段性地增加。在本實施方式中，如上述，雷射控制部33在時間T1時，基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉。並且，雷射控制部33在時間T2時，基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉，首先，使雷射輸出增加一階。在本實施方式中，雷射控制部33在從檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉的時間點到時間t12的期間，控制雷射射出部32使雷射輸出增加一階。然後，雷射控制部33在從經過時間t12的時間點到時間t13的期間，控制雷射射出部32使雷射輸出進一步增加一階。
另外，雷射輸出的增減只要藉由使雷射光Lw的照射部位中的每單位面積的能量密度增減來進行即可。雷射輸出例如藉由調整雷射光Lw的強度（即雷射功率）、雷射光Lw的照射次數（即雷射光Lw的導通斷開）、雷射光Lw的掃描速度中的至少一個而增減。
另外，時間t12及時間t13能夠考慮第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的物理性質、雷射光Lw的強度、加壓部31的加壓力等而任意設定。例如，在本實施方式中，時間t12被設定成從雷射控制部33檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉的時間點、即第2樹脂構件21的軟化開始的時間點到第2樹脂構件21的熔融開始時為止的時間。另外，例如，在本實施方式中，時間t13被設定成從第2樹脂構件21的熔融開始時到第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的冷卻開始時為止的時間。另外，在本實施方式中，時間t12及時間t13、即時間T2至時間T4的時間相當於設定時間。
當雷射光Lw的射出開始之後經過時間T3時，第2樹脂構件21的熔融開始。另外，藉由從第2樹脂構件21向第1樹脂構件11傳遞熱，從而第1樹脂構件11的熔融也開始。伴隨時間的經過，第1樹脂構件11中的第1接觸面12附近的部分及第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的部分的硬度進一步變軟。並且，第1接觸面12及第2接觸面22接合。另外，第1樹脂構件11中的第1接觸面12附近的部分及第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的熔融部分被來自加壓部31的加壓力進一步壓扁。由此，第2接觸面22向靠近配置面45的方向進一步位移，因此配置面45向與加壓部31的加壓方向相同的方向進一步位移。即，由位移感測器34測定的配置面45的位移量向正側進一步變化。
如上述，若控制部35檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉，則控制加壓部31使加壓力階段性地減小。因此，當第1樹脂構件11中的第1接觸面12附近的部分及第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的部分處於熔融狀態時，賦予給第2樹脂構件21的加壓力正在階段性地減小。熔融狀態的樹脂比軟化狀態的樹脂柔軟。因此，較佳在第1樹脂構件11中的第1接觸面12附近的部分及第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的部分處於熔融狀態時，比第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的部分為軟化狀態時進一步減小賦予給第2樹脂構件21的加壓力。在本實施方式中，在第1樹脂構件11中的第1接觸面12附近的部分及第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的部分處於熔融狀態時，賦予給第2樹脂構件21的加壓力比第2樹脂構件21中的第2接觸面22附近的部分為軟化狀態時進一步減小一階。因此，能夠減少在第1接觸面12及第2接觸面22的外周被擠出的熔融的樹脂的量。因此，能夠減少產生的溢料的量。
雷射控制部33從經過前述的時間t13的時間點開始（即當經過前述的設定時間時），控制雷射射出部32使雷射輸出下降、或者使雷射光Lw的射出停止。即，第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的冷卻開始。在本實施方式中，在經過時間t13的時間點，在雷射光Lw的射出開始之後經過時間T4。在本實施方式中，雷射控制部33從經過時間t13的時間點控制雷射射出部32使雷射輸出逐漸下降。並且，雷射控制部33當變為預先設定的雷射輸出時，以使雷射光Lw的射出停止的方式控制雷射射出部32。在本實施方式中，在雷射光Lw的射出停止的時間點，在雷射光Lw的射出開始之後經過時間T5。並且，當雷射光Lw的射出停止時，第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的雷射熔接完成。
控制部35當雷射光Lw的射出停止時，以將頂板42和可動台41對第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的夾持解除的方式控制加壓部31。並且，第1接觸面12和第2接觸面22已接合的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21從配置面45上被取出。
在此，將由雷射熔接裝置1進行樹脂構件彼此的雷射熔接的情況與如以往那樣以恒定的加壓力進行樹脂構件彼此的雷射熔接的情況進行比較。圖3～圖5中用實線圖示由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況下的、樹脂構件的接觸面的位移量和時間的關係。另外，圖3～圖5中用兩點鏈線圖示以恒定的加壓力進行樹脂構件彼此的雷射熔接的情況下的、樹脂構件的接觸面的位移量和時間的關係。樹脂構件的接觸面的位移量是被雷射熔接的兩個樹脂構件重疊的方向上的一方樹脂構件的接觸面的位移量。
如圖3所示，例如在以相同加工時間到達目標位移量Td的情況下，由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況與如以往那樣以恒定的加壓力進行雷射熔接的情況相比，能夠提高樹脂構件彼此的接合品質。這是因為：在由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況下，在第2樹脂構件21開始軟化之後到第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的接合完成為止的期間，能夠抑制第1樹脂構件11及第2樹脂構件21被過度加壓。因此，在由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況下，能夠抑制第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的過度加壓，並且能夠使第2接觸面22的位移量與目標位移量Td一致。順帶一提，由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況與如以往那樣以恒定的加壓力進行雷射熔接的情況相比，從樹脂構件開始軟化到樹脂構件彼此的接合完成為止的時間變長。然而，在由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況下，能夠將第2樹脂構件21的熱膨脹時的第2接觸面22的位移量抑制為小，因此能夠減小從第2接觸面22的位移的方向反轉到第2接觸面22的位移量到達目標位移量Td為止的第2接觸面22的位移量。因此，能夠以與如以往那樣藉由恒定的加壓力進行雷射熔接的情況相同的加工時間，將第1樹脂構件11和第2樹脂構件21接合。
另外，例如，如圖4所示，由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況與如以往那樣以恒定的加壓力進行雷射熔接的情況相比，能夠縮短加工時間。這是因為：由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況能夠將第2樹脂構件21的熱膨脹時的第2接觸面22的位移量抑制為小。因此，能夠減小從第2接觸面22的位移的方向反轉到第2接觸面22的位移量到達目標位移量Td為止的第2接觸面22的位移量，故能夠縮短從第2接觸面22的位移的方向反轉到第2接觸面22的位移量到達目標位移量Td為止的時間。其結果，由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況藉由縮短加工時間，能夠減少與第1樹脂構件11及第2樹脂構件21之雷射熔接相關的製造成本。
另外，例如，如圖5所示，由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況與如以往那樣以恒定的加壓力進行雷射熔接的情況相比，可抑制樹脂構件被過度加壓。在如以往那樣以恒定的加壓力進行雷射熔接的情況下，在樹脂構件開始軟化到樹脂構件彼此的接合完成為止的期間，有可能將樹脂構件過度加壓。在該情況下，樹脂構件的接觸面的位移量有可能比目標位移量Td增多。於是，產生溢料過量或者殘留應力變大，因此樹脂構件產生裂紋。相對於此，由雷射熔接裝置1進行雷射熔接的情況根據雷射熔接的過程中的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態，使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力增減。因此，可抑制第1樹脂構件11及第2樹脂構件21被過度加壓。其結果，能夠容易使第2接觸面22的位移量與目標位移量Td一致。
以下記載本實施方式的作用及效果。 （1）第1樹脂構件11由使雷射光Lw透射的雷射光透射性樹脂構成，具有第1接觸面12。第2樹脂構件21由吸收雷射光Lw的雷射光吸收性樹脂構成，具有第2接觸面22。雷射熔接裝置1以將第1樹脂構件11和第2樹脂構件21按第1接觸面12和第2接觸面22接觸的方式重疊的狀態利用雷射光使第1接觸面12及第2接觸面22熔融並接合。雷射熔接裝置1具備加壓部31，加壓部31與重疊的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21中至少一方樹脂構件抵接而賦予加壓力。雷射熔接裝置1具備雷射射出部32，雷射射出部32將透射第1樹脂構件11的雷射光Lw射出。雷射熔接裝置1具備雷射控制部33，雷射控制部33控制雷射射出部32射出的該雷射光Lw的雷射輸出。雷射熔接裝置1具備位移感測器34，位移感測器34測定第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的重疊方向X1上的第1接觸面12及第2接觸面22的至少一方接觸面的位移。雷射熔接裝置1具備控制部35，控制部35從位移感測器34連續地或者斷續地取得接觸面的位移量，基於取得的接觸面的位移量，控制加壓部31使加壓力增減。
在本實施方式中，加壓部31與第2樹脂構件21抵接而賦予加壓力。另外，在本實施方式中，位移感測器34測定重疊方向X1上的第2接觸面22的位移。
根據該結構，基於向重疊方向X1位移的第2接觸面22的位移量，使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力增減。第2接觸面22在雷射熔接的過程中根據第1樹脂構件11的狀態及第2樹脂構件21的狀態向重疊方向X1位移。因此，重疊方向X1上的第2接觸面22的位移根據雷射熔接的過程中的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態而變化。基於此種第2接觸面22的位移量，使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力增減。因此，對於被雷射熔接的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21，能夠在雷射熔接的過程中進行與第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態相應的適當加壓力的賦予。其結果，能夠抑制過量的溢料的產生以及第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的裂紋的產生。另外，能夠抑制由於第1樹脂構件11及第2樹脂構件21彼此的密接不足導致的第2樹脂構件21的碳化及熔融不足。
在本實施方式中，可抑制在雷射熔接的過程中賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力過大。因此，可抑制溢料過量產生、或者由於殘留應力而在熔接後的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21產生裂紋。另外，在本實施方式中，可抑制在雷射熔接的過程中賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力不足。因此，可抑制第1樹脂構件11及第2樹脂構件21彼此的密接變得不充分。因此，以抑制在第1接觸面12與第2接觸面22之間存在微小間隙的狀態進行雷射熔接，所以容易從第2樹脂構件21向第1樹脂構件11導熱。其結果，可抑制第2樹脂構件21碳化、或者第1樹脂構件11的熔融變得不充分。
（2）若控制部35基於從位移感測器34取得的第2接觸面的位移量檢測出第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化，則控制加壓部31使加壓力在預先設定的時間增加。然後，若控制部35基於從位移感測器34取得的第2接觸面的位移量檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉，則控制加壓部31使加壓力階段性地減小。
根據該結構，當檢測出伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化時，賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力在預先設定的時間增加。因此，可抑制第2樹脂構件21由於第2樹脂構件21的熱膨脹而從配置面45浮起。另外，可抑制第1樹脂構件11由於第2樹脂構件21的熱膨脹而相對於第2接觸面22浮起。因此，在第2樹脂構件21熱膨脹的期間也能夠使第1接觸面12和第2接觸面22良好地密接。
另外，當檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉時，賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力階段性地減小。當第2樹脂構件21的軟化開始時，由位移感測器34測定的第2接觸面22的位移的方向反轉。因此，根據第2樹脂構件21的軟化開始，賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力階段性地減小。因此，能夠減少在第1接觸面12及第2接觸面22的外周被擠出的軟化的樹脂的量。其結果，能夠減少產生的溢料的量。
（3）當由位移感測器34測定的位移的方向已反轉時，雷射控制部33控制雷射射出部32使雷射輸出在預先設定的設置時間階段性地增加。
根據該結構，在第2樹脂構件21的軟化開始之後，能夠使向第2接觸面22照射的雷射光Lw的雷射輸出階段性地增加。因此，能夠根據第2樹脂構件21的狀態進行雷射光Lw的照射。
（4）若經過設定時間，則雷射控制部33控制雷射射出部32使雷射輸出逐漸下降。 根據該結構，藉由使雷射輸出逐漸下降，從而熔融而相互接合的狀態的第1接觸面12及第2接觸面22逐漸冷卻。而且，在賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力階段性地下降時，第1接觸面12及第2接觸面22逐漸冷卻。因此，能夠更加減小在冷卻後的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21產生的殘留應力。其結果，能夠更加抑制第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的裂紋的產生。
（5）位移感測器34是接觸式的位移感測器。 根據該結構，因為位移感測器34是接觸式的位移感測器，所以直接測定配置面45的位移。因此，位移感測器34的測定結果不易受到配置面45的細微的損傷、附著於配置面45的細微的異物等的影響。因此，藉由使用接觸式的位移感測器，與例如使用光學式的位移感測器的情況相比，能夠更加精度良好地檢測配置面45（在本實施方式中為第2接觸面22）的位移。另外，在比較測定精度同等的接觸式的位移感測器和光學式的位移感測器的情況下，接觸式的位移感測器能夠比較廉價且精度良好地檢測配置面45的位移。
（6）雷射加工裝置2使用於樹脂構件彼此的雷射熔接，將第1樹脂構件11和第2樹脂構件21按第1接觸面12和第2接觸面22接觸的方式重疊的狀態利用雷射光Lw使第1接觸面12及第2接觸面22熔融並接合。雷射加工裝置2具備雷射射出部32，雷射射出部32將透射第1樹脂構件11的雷射光Lw射出。雷射加工裝置2具備雷射控制部33，雷射控制部33控制雷射射出部32所射出的雷射光Lw的雷射輸出。雷射加工裝置2具備輸入部51，輸入部51被提供測定訊號S1，測定訊號S1與由測定第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的重疊方向X1上的第2接觸面22的位移的位移感測器34測定的第2接觸面22的位移量相應。雷射控制部33基於提供給輸入部51的測定訊號S1控制雷射射出部32使雷射輸出階段性地變化。
根據該結構，基於向第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的重疊方向X1位移的第2接觸面22的位移量，使向第2接觸面22照射的雷射光Lw的雷射輸出階段性地變化。第2接觸面22在雷射熔接的過程中根據第1樹脂構件11的狀態及第2樹脂構件21的狀態向重疊方向位移。因此，重疊方向X1上的第2接觸面22的位移根據雷射熔接的過程中的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態而變化。基於此種第2接觸面22的位移量，使向第2接觸面22照射的雷射光Lw的雷射輸出階段性地變化。因此，對於被雷射熔接的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21，能夠在雷射熔接的過程中進行與第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態相應的適當的雷射光Lw的照射。其結果，能夠抑制過量的溢料的產生、和第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的裂紋的產生。
（7）雷射控制部33在基於提供給輸入部51的測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化後，若基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移的方向反轉，則控制雷射射出部32使雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。
根據該結構，在第2樹脂構件21的軟化開始之後，能夠使向第2接觸面22照射的雷射光Lw的雷射輸出階段性地增加。因此，能夠根據第2樹脂構件21的狀態進行雷射光Lw的照射。其結果，能夠提高第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的接合品質。
本實施方式能夠按如下變更而實施。本實施方式及以下變更例能夠在技術上不矛盾的範圍內相互組合而實施。 在上述實施方式中，雷射控制部33在從檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉的時間點到預先設定的設定時間（即，在上述實施方式中為時間t12及時間t13的期間），控制雷射射出部32使雷射輸出階段性地增加。然後，雷射控制部33從該預先設定的設定時間經過的時間點開始使雷射輸出逐漸下降。但是，雷射控制部33例如也可以從該預先設定的時間經過的時間點開始使雷射輸出階段性地下降。另外，雷射控制部33也可以例如以在預先設定的時間經過的時間點使雷射光Lw的射出停止的方式控制雷射射出部32。
另外，第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的冷卻開始的時機不限於上述實施方式的時機。 例如，雷射控制部33也可以構成為：若基於提供給輸入部51的加壓控制訊號S2檢測出加壓力階段性地下降，且基於提供給輸入部51的測定訊號S1檢測第2接觸面22的位移的變化量以預先設定的時間保持恒定，則控制雷射射出部32使雷射輸出逐漸下降。
如此，藉由使雷射輸出逐漸下降，從而熔融而相互接合的狀態的第1接觸面12及第2接觸面22逐漸冷卻。而且，在賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力階段性地下降時，第1接觸面12及第2接觸面22逐漸冷卻。因此，能夠更加減小在冷卻後的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21產生的殘留應力。其結果，能夠更加抑制第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的裂紋的產生。
例如，在第1接觸面12及第2接觸面22雙方為熔融狀態時，當從加壓部31賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力為恒定時，存在第2接觸面22的位移的變化量為恒定之時間。因此，藉由在檢測出第2接觸面22的位移的變化量在預先設定的時間為恒定之後使雷射輸出逐漸下降，從而能夠在雷射熔接的過程中在與第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態相應的適當時機開始第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的冷卻。另外，關於第2接觸面22的位移的變化量在預先設定的時間為恒定，例如能夠藉由由位移感測器34測定的位移的變化量在預先設定的時間為預先設定的閾值的範圍內的值而進行檢測。
另外，例如雷射控制部33也可以為：若基於提供給輸入部51的測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移變為預先設定的位移量時，則控制雷射射出部32使雷射輸出逐漸下降或者使雷射光Lw的射出停止。
在上述實施方式中，雷射控制部33在基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化後，若基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉，則控制雷射射出部32使雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。然而，在基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化後使雷射輸出階段性地增加的時機不限於上述實施方式的時機。
例如，雷射控制部33也可以構成為：從基於提供給輸入部51的測定訊號S1檢測出第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化的時間點開始，控制雷射射出部32使雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。如此，在第2樹脂構件21的熱膨脹開始之後，能夠使向第2接觸面22照射的雷射光Lw的雷射輸出階段性地增加。因此，能夠根據第2樹脂構件21的狀態進行雷射光Lw的照射。其結果，能夠提高第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的接合品質。
另外，例如雷射控制部33也可以構成為：從基於提供給輸入部51的加壓控制訊號S2檢測出加壓力已增加的時間點開始，控制雷射射出部32使雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。如此，在基於伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化使加壓力增加的情況下，在第2樹脂構件21的熱膨脹開始之後，能夠使向第2接觸面22照射的雷射光Lw的雷射輸出階段性地增加。因此，能夠根據第2樹脂構件21的狀態進行雷射光Lw的照射。其結果，能夠提高第1樹脂構件11和第2樹脂構件21的接合品質。
在上述實施方式中，在使雷射輸出階段性地增加時，每當經過預先設定的時間時使雷射輸出各增加一階。但是，雷射控制部33也可以基於測定訊號S1控制雷射射出部32使雷射輸出階段性地增加。例如，雷射控制部33也可以每當基於測定訊號S1檢測出由位移感測器34測定的位移（即重疊方向X1上的接觸面的位置）與預先設定的位移相同時，控制雷射射出部32使雷射輸出各增加一階。另外，例如雷射控制部33也可以為：每當基於測定訊號S1檢測出第2接觸面22向正側的位移量成為預先設定的位移量時，以使雷射輸出各增加一階的方式控制雷射射出部32。
如圖6所示，雷射熔接裝置1還可以具備反作用力測定感測器71，反作用力測定感測器71測定從加壓部31所抵接的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21中至少一方樹脂構件施加於加壓部31的反作用力。並且，控制部35取得由反作用力測定感測器71測定的反作用力，基於從位移感測器34取得的第2接觸面22的位移量及從反作用力測定感測器71取得的反作用力，控制加壓部31使加壓力增減。
在圖6所示的雷射熔接裝置1A中，反作用力測定感測器71以從配置面45露出的方式設置於可動台41。另外，在圖6中，對與上述實施方式相同的結構或者對應的結構標注相同的符號。反作用力測定感測器71與配置於配置面45上的第2樹脂構件21的第2抵接面23抵接而測定從第2樹脂構件21施加於可動台41的反作用力。作為反作用力測定感測器71，例如能夠使用荷重元（load cell）。
控制部35取得由反作用力測定感測器71測定的反作用力。例如，控制部35連續地或者斷續地取得由反作用力測定感測器71測定的反作用力。 在對第1樹脂構件11和第2樹脂構件21進行雷射熔接時，在第2樹脂構件21熱膨脹的階段，伴隨第2樹脂構件21熱膨脹，由反作用力測定感測器71測定的反作用力增大。另外，當第2樹脂構件21開始軟化時，由反作用力測定感測器71測定的反作用力減少。
例如，若控制部35檢測出從反作用力測定感測器71取得的反作用力大於預先設定的閾值，且基於從位移感測器34取得的位移量檢測第2接觸面22的位移伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹而變化，則控制加壓部31使加壓力在預先設定的時間增加。
然後，例如，若控制部35基於從位移感測器34取得的位移量檢測出第2接觸面22的位移的方向已反轉，且從反作用力測定感測器71取得的反作用力小於預先設定的閾值，則控制部35控制加壓部31使加壓力階段性地減小。
如此，不僅基於第2接觸面22的位移量，還基於從第2樹脂構件21施加於加壓部31的反作用力使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力增減。從加壓部31所抵接的第2樹脂構件21施加於加壓部31的反作用力根據雷射熔接的過程中的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態而變化。因此，藉由也基於該反作用力使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力增減，從而對於被雷射熔接的第1樹脂構件11及第2樹脂構件21，能夠在雷射熔接的過程中進行與第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的狀態相應的更適當的加壓力的賦予。其結果，能夠更加抑制過量的溢料的產生、和第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的裂紋的產生。
另外，反作用力測定感測器71也可以以與第1抵接面13抵接的方式配置於頂板42。 在上述實施方式中，與由位移感測器34測定的位移量相應的測定訊號S1被提供給輸入部51。然而，測定訊號S1也可以不提供給輸入部51。在該情況下，例如，控制部35也可以向輸入部51提供第1檢測訊號，該第1檢測訊號表示基於從位移感測器34取得的位移量檢測出伴隨第2樹脂構件21的熱膨脹的第2接觸面22的位移的變化。另外，控制部35也可以當基於從位移感測器34取得的位移量檢測出第2接觸面22的位移的方向反轉時，將表示第2接觸面22的位移的方向已反轉的第2檢測訊號提供給輸入部51。並且，雷射控制部33例如在檢測出向輸入部51提供第1檢測訊號後，當檢測出向輸入部51提供第2檢測訊號時，控制雷射射出部32使雷射輸出在預先設定的設定時間階段性地增加。
在上述實施方式中，位移感測器34藉由測定配置面45的位移而測定第2接觸面22的位移。然而，位移感測器34也可以藉由測定配置面45的位移而測定第1接觸面12的位移。另外，被位移感測器34測定位移的面不限於配置面45，只要是與第1接觸面12及第2接觸面22中至少一方接觸面同樣地位移的面即可。例如，位移感測器34也可以是藉由測定可動台41的與配置面45相反的一側的側面的位移而測定第1接觸面12及第2接觸面22中至少一方接觸面的位移的感測器。另外，例如在位移感測器34為光學式的位移感測器的情況下，也可以直接測定第1接觸面12及第2接觸面22的至少一方的位移。
在上述實施方式中，在使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力階段性地減小時，每當經過預先設定的時間就使該加壓力各減小一階。然而，控制部35也可以基於由位移感測器34測定的位移量，控制加壓部31使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力階段性地減小。例如也可以每當檢測出由位移感測器34測定的位移（即重疊方向X1上的接觸面的位置）與預先設定的位移相同，就使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力各減小一階。另外，例如也可以每當向正側的位移量變為預先設定的位移量，就使賦予給第1樹脂構件11及第2樹脂構件21的加壓力各減小一階。
加壓部31也可以與第1樹脂構件11抵接而向重疊方向X1賦予加壓力。另外，加壓部31也可以與第1樹脂構件11及第2樹脂構件21雙方抵接而向重疊方向X1賦予加壓力。例如，也可以在上述實施方式的加壓部31中，將可動台41作為在雷射熔接時不向重疊方向X1移動的固定台，並且將頂板42作為可動板。在該情況下，加壓調整部43為了對第1樹脂構件11賦予加壓力以使第1接觸面12和第2接觸面22密接，而向重疊方向X1對作為可動板的頂板42加壓。並且，在該情況下，位移感測器34例如構成為：測定頂板42的與第1抵接面13抵接的側面的位移。但是，在該情況下，位移感測器34測定位移的面不限於頂板42的與第1抵接面13抵接的側面，只要是與第1接觸面12及第2接觸面22中至少一方接觸面同樣地位移的面即可。
1、1A:雷射熔接裝置 2:雷射加工裝置 11:第1樹脂構件 12:第1接觸面 13:第1抵接面 21:第2樹脂構件 22:第2接觸面 23:第2抵接面 31:加壓部 32:雷射射出部 33:雷射控制部 34:位移感測器 35:控制部 41:可動台 42:頂板 43:加壓調整部 44:加壓控制控制器 45:配置面 46:貫穿孔 51:輸入部 61:測定頭 62:位移感測器控制器 63:觸頭 71:反作用力測定感測器 Lw:雷射光 S1:測定訊號 S2:加壓控制訊號 T1～T5:時間 t1～t4:時間 t12、t13:時間（設定時間） Td:目標位移量 X1:重疊方向
圖1是示出一實施方式中的雷射熔接裝置的示意圖。 圖2（a）是用於說明雷射熔接時的樹脂構件的硬度和時間的關係的說明圖，（b）是用於說明雷射熔接時的雷射強度和時間的關係的說明圖，（c）是用於說明雷射熔接時的賦予給樹脂構件的加壓力和時間的關係的說明圖。 圖3是示出雷射熔接時的樹脂構件的接觸面的位移量和時間的關係的圖表。 圖4是示出雷射熔接時的樹脂構件的接觸面的位移量和時間的關係的圖表。 圖5是示出雷射熔接時的樹脂構件的接觸面的位移量和時間的關係的圖表。 圖6是示出變形例中的雷射熔接裝置的示意圖。
1:雷射熔接裝置
2:雷射加工裝置
11:第1樹脂構件
12:第1接觸面
13:第1抵接面
21:第2樹脂構件
22:第2接觸面
23:第2抵接面
31:加壓部
32:雷射射出部
33:雷射控制部
34:位移感測器
35:控制部
41:可動台
42:頂板
43:加壓調整部
44:加壓控制控制器
45:配置面
46:貫穿孔
51:輸入部
61:測定頭
62:位移感測器控制器
63:觸頭
Lw:雷射光
S1:測定訊號
S2:加壓控制訊號
X1:重疊方向

Claims (11)

  1. 一種雷射熔接裝置，將由使雷射光透射的雷射光透射性樹脂構成並具有第1接觸面的第1樹脂構件和由吸收雷射光的雷射光吸收性樹脂構成並具有第2接觸面的第2樹脂構件，按該第1接觸面和該第2接觸面以接觸的方式重疊的狀態，利用雷射光使該第1接觸面及該第2接觸面熔融並接合，該雷射熔接裝置之特徵在於，具備： 加壓部，其與重疊的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件抵接而賦予加壓力； 雷射射出部，其將透射該第1樹脂構件的雷射光射出； 雷射控制部，其控制該雷射射出部所射出的該雷射光的雷射輸出； 位移感測器，其測定該第1樹脂構件和該第2樹脂構件在重疊方向上的該第1接觸面及該第2接觸面的至少一方接觸面的位移；以及 控制部，其從該位移感測器連續地或者斷續地取得該接觸面的位移量，並且基於取得的該接觸面的位移量，以使該加壓力增減的方式控制該加壓部。
  2. 如請求項1記載的雷射熔接裝置，其中， 若該控制部基於從該位移感測器取得的該接觸面的位移量檢測出該接觸面的位移伴隨該第2樹脂構件的熱膨脹而變化，則控制該加壓部使該加壓力以預先設定的時間增加，然後，若基於從該位移感測器取得的該接觸面的位移量檢測出該接觸面的位移的方向已反轉，則控制該加壓部使該加壓力階段性地減小。
  3. 如請求項2記載的雷射熔接裝置，其中， 當由該位移感測器測定的位移的方向已反轉時，該雷射控制部控制該雷射射出部使該雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。
  4. 如請求項3記載的雷射熔接裝置，其中， 若經過該設定時間，則該雷射控制部控制該雷射射出部使該雷射輸出逐漸下降。
  5. 如請求項1至4中任一項記載的雷射熔接裝置，其中， 該位移感測器是接觸式的位移感測器。
  6. 如請求項1至4中任一項記載的雷射熔接裝置，其中， 還具備反作用力測定感測器，該反作用力測定感測器測定從該加壓部所抵接的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件施加於該加壓部的反作用力， 該控制部取得由該反作用力測定感測器測定的反作用力，並且基於從該位移感測器取得的該接觸面的位移量及從該反作用力測定感測器取得的反作用力，控制該加壓部使該加壓力增減。
  7. 一種雷射加工裝置，使用於樹脂構件彼此的雷射熔接，將由使雷射光透射的雷射光透射性樹脂構成並具有第1接觸面的第1樹脂構件和由吸收雷射光的雷射光吸收性樹脂構成並具有第2接觸面的第2樹脂構件，按該第1接觸面和該第2接觸面以接觸的方式重疊的狀態，利用雷射光使該第1接觸面及該第2接觸面熔融並接合，該雷射加工裝置之特徵在於，具備： 雷射射出部，其將透射該第1樹脂構件的雷射光射出； 雷射控制部，其控制該雷射射出部所射出的該雷射光的雷射輸出；以及 輸入部，其被提供測定訊號，該測定訊號與由測定該第1樹脂構件和該第2樹脂構件在重疊方向上的該第1接觸面及該第2接觸面的至少一方接觸面的位移的位移感測器測定的該接觸面的位移量相應， 該雷射控制部基於被提供給該輸入部的該測定訊號控制該雷射射出部使該雷射輸出階段性地變化。
  8. 如請求項7記載的雷射加工裝置，其中， 該雷射控制部在基於提供給該輸入部的該測定訊號檢測出該接觸面的位移伴隨該第2樹脂構件的熱膨脹而變化後，若基於該測定訊號檢測出該接觸面的位移的方向已反轉，則控制該雷射射出部使該雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。
  9. 如請求項7記載雷射加工裝置，其中， 還向該輸入部提供加壓控制訊號，該加壓控制訊號和抵接於重疊的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件而加壓的加壓部賦予給該樹脂構件的加壓力相應， 該雷射控制部從基於提供給該輸入部的該測定訊號檢測出該接觸面的位移伴隨該第2樹脂構件的熱膨脹而變化的時間點、及基於提供給該輸入部的該加壓控制訊號檢測出該加壓力已增加的時間點中的任一方時間點開始，控制該雷射射出部使該雷射輸出以預先設定的設定時間階段性地增加。
  10. 如請求項8或9記載雷射加工裝置，其中， 若經過該設定時間，該雷射控制部控制該雷射射出部使該雷射輸出逐漸下降。
  11. 如請求項7至9中任一項記載的雷射加工裝置，其中， 還向該輸入部提供加壓控制訊號，該加壓控制訊號和抵接於重疊的該第1樹脂構件及該第2樹脂構件中至少一方樹脂構件而加壓的加壓部賦予給該樹脂構件的加壓力相應， 該雷射控制部若基於提供給該輸入部的該加壓控制訊號檢測出該加壓力階段性地下降，且基於提供給該輸入部的該測定訊號檢測出該接觸面的位移的變化量以預先設定的時間保持恒定，則控制該雷射射出部使該雷射輸出逐漸下降。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11867169B2 (en) * 2021-11-08 2024-01-09 Pdc Machines, Inc. High-throughput diaphragm compressor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1951674A (zh) * 2005-10-19 2007-04-25 丰田自动车株式会社 用于激光焊接热塑树脂部件的方法和装置
US20090126869A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-21 Mitsubishi Electric Corporation Welding method and welding apparatus for resin member
CN107405836A (zh) * 2016-02-23 2017-11-28 精电舍电子工业株式会社 激光焊接装置及激光焊接方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19919191A1 (de) 1999-04-29 2000-11-02 Bielomatik Leuze & Co Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen
JP2005035069A (ja) 2003-07-17 2005-02-10 Nissan Motor Co Ltd 部材接合装置及び部材接合方法
JP2006044122A (ja) 2004-08-06 2006-02-16 Kanto Auto Works Ltd 樹脂成型品のレーザ溶着装置
JP2008254404A (ja) 2007-04-09 2008-10-23 Kanto Auto Works Ltd レーザー溶着用治具装置
WO2020052226A1 (zh) * 2018-09-14 2020-03-19 必能信超声(上海)有限公司 夹紧机构、焊接机、夹紧力的控制方法及装置
WO2020052225A1 (zh) * 2018-09-14 2020-03-19 必能信超声(上海)有限公司 激光焊接机
KR20200136637A (ko) * 2019-05-28 2020-12-08 현대자동차주식회사 용접 품질 검사 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1951674A (zh) * 2005-10-19 2007-04-25 丰田自动车株式会社 用于激光焊接热塑树脂部件的方法和装置
US20090126869A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-21 Mitsubishi Electric Corporation Welding method and welding apparatus for resin member
CN107405836A (zh) * 2016-02-23 2017-11-28 精电舍电子工业株式会社 激光焊接装置及激光焊接方法

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