WO2019198443A1 - レーザ溶接装置 - Google Patents

レーザ溶接装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019198443A1
WO2019198443A1 PCT/JP2019/011483 JP2019011483W WO2019198443A1 WO 2019198443 A1 WO2019198443 A1 WO 2019198443A1 JP 2019011483 W JP2019011483 W JP 2019011483W WO 2019198443 A1 WO2019198443 A1 WO 2019198443A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
welding
laser
measurement
irradiation
measurement light
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/011483
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
徹 酒井
篤寛 川本
潤司 藤原
櫻井　通雄
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority to CN201980022373.XA priority Critical patent/CN111971143B/zh
Priority to EP19785735.2A priority patent/EP3778101B1/en
Priority to JP2020513148A priority patent/JP7126221B2/ja
Publication of WO2019198443A1 publication Critical patent/WO2019198443A1/ja
Priority to US17/066,913 priority patent/US20210023656A1/en

Links

Images

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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • 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
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
    • B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
    • 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
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/244—Overlap seam welding
    • 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
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
    • 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
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/705—Beam measuring device
    • 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
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125—Weld quality monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02017—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
    • G01B9/02019—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations contacting different points on same face of object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/65—Spatial scanning object beam

Definitions

  • the present invention relates to a laser welding apparatus.
  • Patent Document 1 laser light and measurement light are superimposed on the same axis and irradiated into the keyhole of the welded portion, and the measurement light reflected at the bottom of the keyhole is passed through a beam splitter to an optical interferometer.
  • a configuration in which the light is incident is disclosed.
  • the optical interferometer can measure the optical path length of the measurement light, the depth of the keyhole is specified as the penetration depth of the weld from the measured optical path length.
  • the optical path length of the measurement light is increased by the gap amount. Therefore, a value larger than the actual penetration depth of the weld is measured, and an error occurs in the measured value.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to make it possible to measure the depth of the keyhole position and to grasp the state of the welded members superimposed on each other.
  • the aspect of the present disclosure is directed to a laser welding apparatus that performs welding by irradiating two welding members that are superposed on each other by irradiating a laser beam, and has taken the following solutions.
  • the first aspect includes an irradiation unit that irradiates the welding member with the laser beam and measurement light having a wavelength different from that of the laser beam, Based on the measurement light irradiated from the irradiation unit and reflected by the welding member, a measurement unit that measures a depth from a predetermined reference surface; An irradiation position switching unit that switches the irradiation position of the measurement light to a keyhole position that is coaxial with the optical axis of the laser light and a welding bead position that is rearward in the welding direction from the optical axis center of the laser light; It is characterized by that.
  • the irradiation position of the measurement light can be switched between a keyhole position coaxial with the optical axis of the laser light and a weld bead position behind the laser light optical axis center in the welding direction.
  • the state of the welded member is, for example, whether or not a gap is generated between the welded members overlapped with each other.
  • the second aspect is the first aspect, A determination unit is provided that determines a gap amount generated between the two welding members based on a measurement value of the depth of the depression measured at the welding bead position.
  • the gap amount is determined based on the measured value of the depth of the dent measured at the weld bead position. Therefore, for example, when the dent depth at the weld bead position is deeper than the dent depth measured in advance in a state where no gap is generated, the gap amount can be obtained according to the ratio of the depth. .
  • a third aspect is the second aspect, A correction unit that corrects a measurement value measured at the keyhole position based on the gap amount is provided.
  • the measured value of the keyhole position depth is corrected based on the gap amount.
  • the measured value of the keyhole position is increased due to the gap, for example, it is determined that the laser output is too strong and the laser output is weakened, so that a sufficient amount of penetration cannot be obtained. Can be suppressed.
  • a fourth aspect is the second or third aspect,
  • a welding condition changing unit is provided for changing the welding condition so as to increase the melting amount of the welding member.
  • the welding conditions are changed so as to increase the melting amount of the welding member. Thereby, it can suppress that the welding member melts down and can ensure sufficient joint strength.
  • the welding conditions can be changed, for example, by increasing the output of the laser beam, decreasing the welding speed, or irradiating the laser beam over a wide range with a spin orbit.
  • a fifth aspect is any one of the second to fourth aspects, The determination unit determines that the gap amount is abnormal when the gap amount is larger than a predetermined upper limit value.
  • the gap amount when the gap amount is larger than the predetermined upper limit value, it is determined that the gap amount is abnormal. Thereby, it can suppress that the welding member melts down due to the gap amount being too large.
  • the sixth aspect is directed to a laser welding apparatus for irradiating and welding two welding members superimposed on each other with laser light,
  • the two welding members are arranged so as to be shifted from each other in the in-plane direction so that a part of the welding member on the back side is exposed when viewed from the irradiation direction of the laser beam,
  • An irradiation unit for irradiating the welding member with the laser beam and measurement light having a wavelength different from that of the laser beam Based on the measurement light irradiated from the irradiation unit and reflected by the welding member, a measurement unit that measures a depth from a predetermined reference surface; Irradiation that switches the irradiation position of the measurement light to a keyhole position that is coaxial with the optical axis of the laser light, and a boundary position between the two welding members in front of the optical axis center of the laser light in the welding direction. And a position switching unit.
  • the welding members overlapped with each other are arranged so as to be shifted so that a part of the welding member on the back side is exposed as viewed from the irradiation direction of the laser beam.
  • the measurement light irradiation position can be switched between a keyhole position coaxial with the optical axis of the laser light and a boundary position of the welding member in front of the optical axis center of the laser light in the welding direction.
  • the depth of the keyhole position can be measured with the measurement light, and the boundary position of the welding member can be grasped in front of the laser beam in the welding direction.
  • the boundary position can be specified based on the measured value.
  • the laser beam and the measurement beam are irradiated to an appropriate position to improve the processing accuracy and measurement accuracy of laser welding. be able to.
  • a seventh aspect is the sixth aspect,
  • the irradiation position switching unit switches the irradiation position of the measurement light so as to pivot around a rotation center that moves on a predetermined welding path, And a determination unit that determines a gap amount generated between the two welding members based on a plurality of measurement values measured before and after the measurement light crosses the boundary position.
  • the irradiation position of the measurement light is swung and the gap amount is determined based on a plurality of measurement values measured before and after crossing the boundary position of the welding member.
  • the thickness of the welding member on the near side is measured in the depth direction with respect to the measurement value measured on the surface of the welding member on the near side as seen from the irradiation direction of the laser beam.
  • the added value coincides with the measured value measured on the surface of the welding member on the back side when viewed from the laser light irradiation direction.
  • the measurement value measured on the surface of the welding member on the back side is the thickness of the welding member on the near side with respect to the measurement value measured on the surface of the welding member on the near side, as viewed from the irradiation direction of the laser beam. Is larger (deeper) than the value obtained by adding in the depth direction, it can be determined that the difference value is the gap amount.
  • a correction unit that corrects a measurement value measured at the keyhole position based on the gap amount is provided.
  • the measured value of the keyhole position depth is corrected based on the gap amount.
  • a ninth aspect is the seventh or eighth aspect,
  • the determination unit determines that the gap amount is abnormal when the gap amount is larger than a predetermined upper limit value.
  • the gap amount when the gap amount is larger than the predetermined upper limit value, it is determined that the gap amount is abnormal. Thereby, it can suppress that the welding member melts down due to the gap amount being too large.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a laser welding apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser irradiation head when the measurement light is irradiated to the keyhole position.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the laser irradiation head when the measurement light is irradiated to the welding bead position.
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining the irradiation positions of the laser light and the measurement light.
  • FIG. 5 is a side sectional view showing the positional relationship between the laser beam, the measurement beam, and the keyhole.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating a state where the upper metal plate has melted due to the gap.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating a state where the upper metal plate has melted due to the gap.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a state in which the melt-down can be suppressed by irradiating the laser beam with a spin orbit.
  • FIG. 7A is a diagram in which the dent depth of the weld bead is measured in a state where no gap is generated.
  • FIG. 7B is a diagram in which the dent depth of the weld bead is measured in a state where a gap is generated.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the gap amount and the recess depth.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation when the irradiation position of the measurement light is switched between the keyhole position and the weld bead position.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser irradiation head when the measurement light is irradiated to the keyhole position in the laser welding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the laser irradiation head when the measurement light is irradiated to the boundary position between the upper metal plate and the lower metal plate.
  • FIG. 12 is a perspective view for explaining the irradiation positions of the laser light and the measurement light.
  • FIG. 13 is a plan view when the measurement light is irradiated in a spin orbit so as to cross the boundary position between the upper metal plate and the lower metal plate.
  • FIG. 14A is a diagram in which measurement light is irradiated in a spin orbit in a state where no gap is generated.
  • FIG. 14B is a diagram in which the measurement light is irradiated in a spin orbit while a gap is generated.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an operation when the irradiation position of the measurement light is switched between the keyhole position and the boundary position.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser irradiation head according to the third embodiment.
  • FIG. 17A is a diagram when the measurement light is irradiated to the keyhole position.
  • FIG. 17B is a diagram when the measurement light is irradiated to the welding bead position.
  • FIG. 17C is a diagram when the measurement light is irradiated to the boundary position ahead of the welding direction.
  • FIG. 17A is a diagram when the measurement light is irradiated to the keyhole position.
  • FIG. 17B is a diagram when the measurement light is irradiated to the welding bead position.
  • FIG. 17C is a diagram when the measurement light is
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser irradiation head according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of the irradiation position switching unit.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of an irradiation position switching unit of the laser irradiation head according to the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of an irradiation position switching unit of the laser irradiation head according to the sixth embodiment.
  • the laser welding apparatus 10 includes a laser oscillator 11 that outputs laser light L, an optical interferometer 12 that outputs measurement light S, and directs the laser light L and measurement light S toward a welding object 30.
  • a laser irradiation head 20 irradiation unit for irradiating, a robot 18 to which the laser irradiation head 20 is attached and moving the laser irradiation head 20, and a control for performing laser welding by controlling the operations of the laser irradiation head 20 and the robot 18 Device 15.
  • Laser oscillator 11 outputs laser light L based on a command from control device 15.
  • the laser oscillator 11 and the laser irradiation head 20 are connected by an optical fiber 19.
  • the laser light L is transmitted from the laser oscillator 11 to the laser irradiation head 20 via the optical fiber 19.
  • the optical interferometer 12 includes a measurement light oscillator 13 that outputs a measurement light S having a wavelength different from that of the laser light L, and a measurement unit 14 that measures a penetration depth of a welded part 35 described later.
  • the measurement light oscillator 13 outputs the measurement light S based on a command from the control device 15.
  • the optical interferometer 12 and the laser irradiation head 20 are connected by an optical fiber 19.
  • the measurement light S is transmitted from the optical interferometer 12 to the laser irradiation head 20 via the optical fiber 19.
  • the laser irradiation head 20 is attached to the arm tip portion of the robot 18 and forms an image of the laser light L and the measuring light S on the welding object 30 based on a command from the control device 15.
  • the robot 18 moves the laser irradiation head 20 to a designated position based on a command from the control device 15 and scans the laser light L and the measurement light S.
  • the control device 15 is connected to the laser oscillator 11, the optical interferometer 12, and the robot 18. In addition to the moving speed of the laser irradiation head 20, the control device 15 starts and stops the output of the laser light L, the output intensity of the laser light L, and the like. It also has a function to control. That is, the control device 15 constitutes a welding condition changing unit that can change the welding conditions.
  • control device 15 includes a determination unit 17 that determines the penetration depth of the welded part 35 based on a plurality of measurement values measured by the measurement unit 14, and a measurement value of the keyhole 37 position. And a correction unit 16 for correcting.
  • the welding object 30 has an upper metal plate 31 and a lower metal plate 32 as welding members that are stacked one above the other.
  • the laser welding apparatus 10 welds the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 by irradiating the upper surface of the upper metal plate 31 with the laser beam L.
  • the penetration depth of the welded portion 35 can be measured simultaneously with laser welding.
  • the laser irradiation head 20 includes a beam splitter 25 that adjusts the laser light L and the measurement light S to be parallel, and a collimator lens that transmits the laser light L and the measurement light S. 21 and the focus lens 22, a first parallel flat plate 26, a second parallel flat plate 27, and a third parallel flat plate 28 (irradiation position switching unit).
  • the beam splitter 25 is a dichroic mirror, and the wavelength to be transmitted and reflected is set so as to transmit the laser light L from the laser oscillator 11 and reflect the measurement light S from the optical interferometer 12.
  • the wavelength difference between the laser beam L and the measurement beam S is 100 nm or more.
  • the spot diameter of the laser light L is 700 to 800 ⁇ m, and the spot diameter of the measuring light S is 100 ⁇ m.
  • the first parallel plate 26, the second parallel plate 27, and the third parallel plate 28 are connected to a motor (not shown) and rotate according to a command from the control device 15.
  • the laser beam L output from the laser oscillator 11 is sent to the laser irradiation head 20 through the optical fiber 19.
  • the laser light L that has entered the laser irradiation head 20 passes through the beam splitter 25.
  • the measurement light S output from the optical interferometer 12 is sent to the laser irradiation head 20 through the optical fiber 19.
  • the measurement light S that has entered the laser irradiation head 20 passes through the third parallel plate 28, whereby the incident position on the beam splitter 25 is switched.
  • the measurement light S is the laser light L transmitted through the beam splitter 25. Irradiated to the position where it is combined.
  • the measuring light S is superposed concentrically and coaxially with the laser light L by the beam splitter 25.
  • the laser beam L and the measurement beam S superimposed on the same axis are collimated by the collimator lens 21 and collected by the focus lens 22.
  • the measurement light S is more than the laser light L transmitted through the beam splitter 25. Irradiated to the rear position in the welding direction.
  • the measurement light S is rearward (leftward) in the welding direction from the laser light L by the beam splitter 25.
  • the laser beam L and the measuring beam S are parallel to each other. Then, the laser light L and the measurement light S are collimated by the collimating lens 21 and condensed by the focus lens 22.
  • the third parallel plate 28 is provided on the incident side of the measurement light S with respect to the beam splitter 25, and the third parallel plate 28 is rotated, so that the measurement light S becomes a circular orbit. And can be swung (see FIG. 4).
  • the irradiation position of the measurement light S can be switched between a keyhole position coaxial with the optical axis of the laser light L and a weld bead position behind the laser light L in the welding direction.
  • the laser light L and the measurement light S collected by the focus lens 22 pass through the first parallel plate 26 and the second parallel plate 27 controlled by the control device 15, so that the laser light L and the measurement light are transmitted.
  • the irradiation position (focal length) of S is determined, and the laser beam L and measurement light are irradiated to the welded portion 35 of the welding object 30.
  • the laser irradiation head 20 rotates the first parallel flat plate 26 and the second parallel flat plate 27 so that the laser light L and the measurement light S are in a circular orbit, and is rotated. Can do.
  • the irradiation position of the laser beam L and the measuring beam S can be moved in the welding region of the welding object 30.
  • the laser welding apparatus 10 when welding the welded portion 35 of the welding object 30 having the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32, the upper metal plate 31 from above the welding object 30.
  • a laser beam L is irradiated on the upper surface of the substrate.
  • the welded part 35 irradiated with the laser beam L is melted from the upper part, and a molten pool 36 is formed in the welded part 35.
  • the molten metal evaporates from the molten pool 36, and the keyhole 37 is formed by the pressure of the vapor generated during the evaporation.
  • the molten pool 36 and the keyhole 37 are combined and handled as the welded portion 35.
  • a weld bead 38 is formed behind the weld pool 36 by solidifying the weld pool 36.
  • the third parallel plate 28 is adjusted to an angle shown in FIG. 2 in order to simultaneously perform laser welding and measurement of the penetration depth.
  • the measurement light S emitted from the optical interferometer 12 and transmitted through the third parallel plate 28 is superimposed concentrically and coaxially with the laser light L from the laser oscillator 11 by the beam splitter 25, and the keyhole 37. It is irradiated inside.
  • the irradiated measurement light S is reflected at the bottom 37 a of the keyhole 37 and enters the optical interferometer 12 via the beam splitter 25.
  • the optical path length of the measurement light S incident on the optical interferometer 12 is measured by the measurement unit 14.
  • the depth of the keyhole 37 is specified as the penetration depth of the welded portion 35 from the surface of the welding target 30 or a virtual surface serving as a reference, based on the measured optical path length.
  • the quality of the welded portion 35 is determined based on the specified penetration depth.
  • a gap g is generated between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32, and when the gap amount is larger than a predetermined reference value, the laser beam L The upper metal plate 31 melted by the flow may flow into the gap portion and may be melted down.
  • the welding conditions are changed so as to increase the amount of melting of the upper metal plate 31. Specifically, by rotating the first parallel flat plate 26 and the second parallel flat plate 27, as shown in FIG. 6B, welding is performed while irradiating the welding target 30 with the laser beam L spirally. The welding object 30 is welded by irradiating the laser beam L with a spin orbit that moves the beam spot relative to the direction.
  • the spin trajectory is a trajectory of the laser light L that moves in the welding direction while moving the spot of the irradiated laser light L along a circular trajectory.
  • the trajectory of the laser light L rotates in the welding direction.
  • the trajectory is relatively linearly moved.
  • the upper metal plate 31 is irradiated with the laser light L in a wide range by a spin orbit to increase the melting amount, thereby causing the welding object 30 to be burned out. And sufficient bonding strength can be secured.
  • the recess depth of the weld bead 38 is measured by irradiating the measurement light S to the weld bead 38. And the measured value measured is compared with the dent depth measured in advance in a state where the gap g is not generated.
  • the measured values substantially coincide with each other, so that a gap g is generated between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 based on the measured depth value of the weld bead 38. It can be determined that it is not.
  • a gap g is generated between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32, and the measured value of the recess depth of the weld bead 38 indicates that no gap g is generated. It becomes larger than the measured value.
  • the gap amount increases as the recess depth of the weld bead 38 increases, and these values obtained in advance through experiments or the like are stored in a table in the determination unit 17. Is remembered as Therefore, it can be determined that the gap g is generated between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 based on the measurement value and the table measured in the state where the gap g is generated. The gap amount can be calculated.
  • the gap g when the gap g is generated, if the depth is measured at the position of the keyhole 37, the measured value is increased by the gap amount, and the laser welding processing accuracy may be lowered.
  • the upper metal plate 31 has a thickness of 1 mm
  • the lower metal plate 32 has a thickness of 4.3 mm
  • the target depth of the keyhole 37 is 4 mm.
  • the laser output is adjusted so that the depth of the keyhole 37 is 4 mm, if there is no gap g between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32, measurement is performed with the measurement light S.
  • the depth of the keyhole 37 is 4 mm, and the processing accuracy of laser welding can be ensured.
  • the control device 15 determines that the laser output is too strong, and changes the welding conditions in a direction that weakens the laser output.
  • the corrected value of the depth at the keyhole 37 position is determined according to the gap amount. Correction is performed by the correction unit 16.
  • the correction unit 16 subtracts 0.3 mm from 4.3 mm, The measured value at the keyhole 37 position is corrected to 4 mm.
  • control device 15 compares the measured value of the corrected keyhole 37 position with the target value. At this time, since the measured value of the corrected keyhole 37 position is 4 mm and the target value is also 4 mm, the control device 15 performs control so that the laser output is maintained and laser welding is continued.
  • the third parallel plate 28 when BK7 having a thickness of 30 mm is used as the third parallel plate 28, the wavelength of the measurement light S is 1300 nm, and the incident angle of the measurement light S with respect to the third parallel plate 28 is 45 °, the third parallel plate.
  • the turning diameter of the measuring light S output from the flat plate 28 is ⁇ 9.9 mm.
  • the third parallel flat plate 28 is rotated at 50 Hz, and the diameter of the turning of the measurement light S output from the third parallel flat plate 28 corresponds to the spin orbit of the laser light L irradiated to the welding object 30.
  • the distance between the spin orbits in the welding direction can be measured in units of 1 mm since the welding advances in the welding direction by 1 mm per rotation of the third parallel plate 28, in other words, per rotation of the spin.
  • the measurement resolution is changed according to the number of rotations of the third parallel plate 28, and finer measurement is possible.
  • BK7 is a refractive index glass as an optical glass material.
  • step S101 the laser irradiation head 20 irradiates the laser beam L and the measurement light S coaxially and irradiates the welded portion 35, and then proceeds to step S102.
  • step S102 the measurement unit 14 measures the depth of the keyhole 37 position based on the measurement light S reflected from the bottom of the keyhole 37, and proceeds to step S103.
  • step S103 the irradiation position of the measurement light S is swung toward the position of the weld bead 38 behind the laser beam L in the welding direction, and the process proceeds to step S104.
  • step S104 the measurement unit 14 measures the depth of the depression at the position of the weld bead 38 based on the measurement light S reflected by the bottom of the weld bead 38, and the process proceeds to step S105.
  • step S ⁇ b> 105 the determination unit 17 determines whether a gap g is generated between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 based on the measurement value of the depth of the depression of the weld bead 38. If “YES” at step S105, the process branches to step S106. If “NO” at step S105, the process branches to step S101.
  • step S106 the gap amount is calculated based on the measured value of the depth of the weld bead 38, and the process proceeds to step S107.
  • step S107 the determination unit 17 determines whether the gap amount is larger than a predetermined reference value. If “YES” at step S107, the process branches to step S108. If “NO” at step S107, the process branches to step S110.
  • the predetermined reference value is a gap amount at which burn-out occurs, and is obtained in advance by experiments or the like and stored in the determination unit 17 as a table.
  • step S108 the determination unit 17 determines whether the gap amount is smaller than a predetermined upper limit value. If “YES” at step S108, the process branches to step S109. If the determination in step S108 is “NO”, it is determined that the gap amount is abnormal, and the process branches to step S111.
  • the predetermined upper limit value is a gap amount that cannot suppress the occurrence of burn-out even if the melting amount of the upper metal plate 31 is increased, and is obtained in advance by experiments or the like and stored in the determination unit 17 as a table. Yes.
  • the plate thickness of the upper metal plate 31 is 1 mm
  • the upper limit is about 0.5 mm.
  • step S109 the welding conditions are changed so as to increase the melting amount of the upper metal plate 31, for example, the laser beam L is irradiated over a wide range by a spin trajectory, and the process proceeds to step S110.
  • step S110 the measured value of the depth of the keyhole 37 position is corrected according to the gap amount, and the process is terminated.
  • step S111 the user is notified of the abnormality, such as displaying a message warning the abnormality of the measured value on a display monitor (not shown), and the process is terminated.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser irradiation head when the measurement light is irradiated to the keyhole position in the laser welding apparatus according to the second embodiment.
  • the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences will be described.
  • the laser irradiation head 20 includes a beam splitter 25 that adjusts the laser light L and the measurement light S to be parallel, a collimator lens 21 that transmits the laser light L and the measurement light S, and a focus lens. 22, a first parallel plate 26, a second parallel plate 27, and a third parallel plate 28 (irradiation position switching unit).
  • the laser beam L output from the laser oscillator 11 is sent to the laser irradiation head 20 through the optical fiber 19.
  • the laser light L that has entered the laser irradiation head 20 passes through the beam splitter 25.
  • the measurement light S output from the optical interferometer 12 is sent to the laser irradiation head 20 through the optical fiber 19.
  • the measurement light S that has entered the laser irradiation head 20 passes through the third parallel plate 28, whereby the incident position on the beam splitter 25 is switched.
  • the measurement light S is the laser light L transmitted through the beam splitter 25. Irradiated to the position where it is combined.
  • the measuring light S is superposed concentrically and coaxially with the laser light L by the beam splitter 25.
  • the laser beam L and the measurement beam S superimposed on the same axis are collimated by the collimator lens 21 and collected by the focus lens 22.
  • the measurement light S is more than the laser light L transmitted through the beam splitter 25. Irradiated to the front position in the welding direction.
  • the measurement light S is forward of the laser beam L in the welding direction (rightward) by the beam splitter 25.
  • the laser beam L and the measuring beam S are parallel to each other. Then, the laser light L and the measurement light S are collimated by the collimating lens 21 and condensed by the focus lens 22.
  • the third parallel plate 28 is provided on the incident side of the measurement light S with respect to the beam splitter 25, and the third parallel plate 28 is rotated, so that the measurement light S becomes a circular orbit. And can be swung (see FIG. 12).
  • the irradiation position of the measurement light S can be switched between the keyhole position coaxial with the optical axis of the laser light L and the front in the welding direction from the optical axis center of the laser light L.
  • the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 are arranged so that a part of the upper surface of the lower metal plate 32 is exposed when viewed from the irradiation direction of the laser light L. They are displaced in the in-plane direction.
  • the laser welding apparatus 10 when welding the welded portion 35 of the welding object 30 having the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32, the upper metal plate 31 and the lower metal from above the welding object 30.
  • the laser beam L is irradiated along the boundary position with the plate 32.
  • the measurement light S is irradiated while being swung and moved forward in the welding direction from the center of the optical axis of the laser light L, and the boundary position is specified based on the measured value. ing. Then, laser welding is performed while correcting the positional deviation of the laser irradiation head 20 with respect to the specified boundary position. Thereby, the processing accuracy and measurement accuracy of laser welding can be improved.
  • the irradiation position of the measurement light S is swung, and the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 are based on a plurality of measurement values measured before and after the measurement light S crosses the boundary position. It is determined whether or not there is a gap between them.
  • the measurement light S irradiated to the keyhole 37 position (point A) is counterclockwise from the center of the optical axis of the laser light L toward the front in the welding direction. To turn.
  • the measurement light S is obtained from the surface (point B) of the lower metal plate 32, the boundary position (point C) between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32, and the surface (point D) of the upper metal plate 31.
  • Irradiation is sequentially performed so as to pass through, and the depth from a predetermined reference plane at points A to D can be measured.
  • the predetermined reference plane is the surface of the upper metal plate 31 when viewed from the irradiation direction of the laser light L.
  • the value obtained by adding the thickness t of the upper metal plate 31 in the depth direction to the measurement value measured at the point D as seen from the irradiation direction of the laser light L is the point B. It agrees with the measured value. Therefore, it can be determined that there is no gap g between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 based on a plurality of measurement values measured before and after the measurement light S crosses the boundary position.
  • the measured value measured at the point B as seen from the irradiation direction of the laser light L is a value obtained by adding the plate thickness t in the depth direction to the measured value measured at the point D. Since it becomes larger (deeper) by the gap g, the gap g as the gap amount can be calculated from the difference value.
  • step S201 the laser irradiation head 20 superimposes the laser beam L and the measuring beam S on the same axis and irradiates the welded portion 35, and the process proceeds to step S202.
  • step S202 the measurement unit 14 measures the depth of the keyhole 37 position based on the measurement light S reflected from the bottom of the keyhole 37, and proceeds to step S203.
  • step S203 the irradiation position of the measurement light S is swung so as to be in front of the optical axis center of the laser light L in the welding direction and cross the boundary position between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32, and step S204. Proceed to
  • step S204 the measurement unit 14 specifies the boundary position based on the measurement light S reflected before and after crossing the boundary position, and proceeds to step S205.
  • step S205 scanning control is performed so that the laser beam L is irradiated along the specified boundary position, and the process proceeds to step S206.
  • step S206 the determination unit 17 determines whether a gap g is generated between the upper metal plate 31 and the lower metal plate 32 based on the measured values measured before and after crossing the boundary position. If “YES” at step S206, the process branches to step S207. If “NO” at step S206, the process branches to step S201.
  • step S207 the gap amount is calculated based on the measured values measured before and after crossing the boundary position, and the process proceeds to step S208.
  • step S208 the determination unit 17 determines whether the gap amount is larger than a predetermined reference value. If “YES” at step S208, the process branches to step S209. If “NO” at step S208, the process branches to step S211.
  • step S209 the determination unit 17 determines whether the gap amount is smaller than a predetermined upper limit value. If “YES” at step S209, the process branches to step S210. If the determination in step S209 is “NO”, it is determined that the gap amount is abnormal, and the process branches to step S212.
  • step S210 the welding conditions are changed so as to increase the melting amount of the upper metal plate 31, for example, the laser beam L is irradiated over a wide range by a spin trajectory, and the process proceeds to step S211.
  • step S211 the measured value of the depth of the keyhole 37 position is corrected according to the gap amount, and the process is terminated.
  • step S212 the user is notified of the abnormality, such as displaying a message warning the abnormality of the measured value on a display monitor (not shown), and the process is terminated.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser irradiation head according to the third embodiment.
  • the laser irradiation head 20 includes a beam splitter 25 that adjusts the laser light L and the measurement light S to be parallel, a collimator lens 21 and a focus lens through which the laser light L and the measurement light S pass. 22, a first parallel flat plate 26, a second parallel flat plate 27, and a third parallel flat plate 28 and a fourth parallel flat plate 29 as an irradiation position switching unit.
  • the laser beam L output from the laser oscillator 11 is sent to the laser irradiation head 20 through the optical fiber 19.
  • the laser light L that has entered the laser irradiation head 20 passes through the beam splitter 25.
  • the measurement light S output from the optical interferometer 12 is sent to the laser irradiation head 20 through the optical fiber 19.
  • the measurement light S that has entered the laser irradiation head 20 passes through the third parallel plate 28 and the fourth parallel plate 29 so that the incident position on the beam splitter 25 is switched.
  • the measurement light S is irradiated to a position where it is combined with the laser light L that has passed through the beam splitter 25.
  • the measuring light S is superposed concentrically and coaxially with the laser light L by the beam splitter 25.
  • the laser beam L and the measurement beam S superimposed on the same axis are collimated by the collimator lens 21 and collected by the focus lens 22.
  • the third parallel plate 28 and the fourth parallel plate 29 are rotated so that the angles shown in FIG. 17B are adjusted, the third parallel plate 28 and the fourth parallel plate 29 are adjusted. S is applied to a position behind the laser beam L transmitted through the beam splitter 25 in the welding direction.
  • the measurement light S is behind the laser light L by the beam splitter 25 in the welding direction (left The laser beam L and the measuring beam S are parallel to each other. Then, the laser light L and the measurement light S are collimated by the collimating lens 21 and condensed by the focus lens 22.
  • the third parallel plate 28 and the fourth parallel plate 29 are rotated so that the angle shown in FIG. 17C is adjusted, the third parallel plate 28 and the fourth parallel plate 29 are adjusted. S is applied to a position ahead of the laser beam L transmitted through the beam splitter 25 in the welding direction.
  • the measurement light S is forward of the laser beam L in the welding direction (rightward) by the beam splitter 25.
  • the laser beam L and the measuring beam S are parallel to each other.
  • the laser light L and the measurement light S are collimated by the collimating lens 21 and condensed by the focus lens 22.
  • the third parallel plate 28 and the fourth parallel plate 29 are provided on the incident side of the measurement light S with respect to the beam splitter 25, and the third parallel plate 28 and the fourth parallel plate 29 are provided.
  • the measurement light S can be rotated so as to have a circular orbit and swiveled.
  • the irradiation position of the measurement light S is set to a keyhole position that is coaxial with the optical axis of the laser light L, the rear of the laser light L in the welding direction, and from the optical axis center of the laser light L. It is possible to switch to the front in the welding direction.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser irradiation head according to the fourth embodiment.
  • the laser irradiation head 20 includes a beam splitter 25 that adjusts the laser light L and the measurement light S to be parallel, a collimator lens 21 and a focus lens through which the laser light L and the measurement light S pass. 22, a first parallel flat plate 26, a second parallel flat plate 27, a third parallel flat plate 28, and an irradiation position switching unit 40.
  • the laser beam L output from the laser oscillator 11 is sent to the laser irradiation head 20 through the optical fiber 19.
  • the laser light L that has entered the laser irradiation head 20 passes through the beam splitter 25.
  • the irradiation position switching unit 40 adjusts the optical axis position of the optical fiber 19 and is disposed at the incident end of the laser irradiation head 20.
  • the measurement light S output from the optical interferometer 12 is sent to the laser irradiation head 20 after passing through the irradiation position switching unit 40 through the optical fiber 19.
  • the incident position on the third parallel plate 28 inside the laser irradiation head 20 is switched.
  • the irradiation position switching unit 40 includes an outer frame 41, a holding body 42 that is disposed inside the outer frame 41 and holds the optical fiber 19, and an inside of the outer frame 41.
  • a first urging spring 43, a first adjustment screw 44, a second urging spring 45, and a second adjustment screw 46 for adjusting the position of the holding body 42 are provided.
  • the first urging spring 43 is disposed between the lower surface of the holding body 42 and the inner surface of the outer frame 41 in FIG. 19, and urges the holding body 42 upward.
  • the first adjustment screw 44 is disposed to face the first biasing spring 43 with the holding body 42 interposed therebetween, and is screwed into the outer frame 41.
  • the tip end portion of the first adjustment screw 44 being slidably pressed against the upper surface of the holding body 42, the amount of tightening of the first adjustment screw 44 is adjusted, so that the holding body 42 is moved vertically. Can be moved.
  • the second urging spring 45 is disposed between the left side surface of the holding body 42 and the inner surface of the outer frame 41 in FIG. 19, and urges the holding body 42 rightward.
  • the second adjustment screw 46 is disposed to face the second urging spring 45 with the holding body 42 interposed therebetween, and is screwed into the outer frame 41.
  • the amount of tightening of the second adjustment screw 46 is adjusted so that the holding body 42 is moved in the left-right direction. Can be moved to.
  • the irradiation position of the measurement light S is set to a keyhole position that is coaxial with the optical axis of the laser light L, the rear of the laser light L in the welding direction, and from the optical axis center of the laser light L. It is possible to switch to the front in the welding direction.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of an irradiation position switching unit of the laser irradiation head according to the fifth embodiment.
  • the same parts as those of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences will be described.
  • the rotating shaft of the first motor 47 is connected to the head of the first adjustment screw 44.
  • the holder 42 can be moved in the vertical direction by rotating the first motor 47 and adjusting the tightening amount of the first adjustment screw 44.
  • the rotary shaft of the second motor 48 is connected to the head of the second adjustment screw 46.
  • the holder 42 can be moved in the left-right direction by rotating the second motor 48 and adjusting the tightening amount of the second adjustment screw 46.
  • the irradiation position of the measurement light S is set to a keyhole position that is coaxial with the optical axis of the laser light L, the rear of the laser light L in the welding direction, and from the optical axis center of the laser light L. It is possible to switch to the front in the welding direction.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of an irradiation position switching unit of the laser irradiation head according to the sixth embodiment.
  • the irradiation position switching unit 40 includes an outer frame 41, a holding body 42 that is disposed inside the outer frame 41 and holds the optical fiber 19, and a holding body 42 inside the outer frame 41.
  • the first biasing spring 43 is disposed between the lower surface of the holding body 42 and the inner surface of the outer frame 41 in FIG. 21, and biases the holding body 42 upward.
  • the first shaft portion 51 is disposed opposite to the first biasing spring 43 with the holding body 42 interposed therebetween, and is fitted to the outer frame 41 so as to be slidable in the vertical direction.
  • the head portion of the first shaft portion 51 protrudes from the outer frame 41.
  • the cam surface of the first cam 52 is in contact with the head of the first shaft portion 51.
  • the first cam 52 is rotated to move the first shaft portion 51 up and down along the cam surface.
  • the holding body 42 can be moved in the vertical direction by moving to.
  • the second urging spring 45 is disposed between the left side surface of the holding body 42 and the inner surface of the outer frame 41 in FIG. 21, and urges the holding body 42 rightward.
  • the second shaft portion 53 is disposed to face the second biasing spring 45 with the holding body 42 interposed therebetween, and is fitted to the outer frame 41 so as to be slidable in the left-right direction.
  • the head of the second shaft portion 53 protrudes from the outer frame 41.
  • the cam surface of the second cam 54 is in contact with the head of the second shaft portion 53.
  • the second cam 54 is rotated in a state where the tip end portion of the second shaft portion 53 is slidably pressed against the right side surface of the holding body 42, so that the second shaft portion 53 is moved along the cam surface.
  • the holder 42 can be moved in the left-right direction by moving in the left-right direction.
  • the irradiation position of the measurement light S is set to a keyhole position that is coaxial with the optical axis of the laser light L, the rear of the laser light L in the welding direction, and from the optical axis center of the laser light L. It is possible to switch to the front in the welding direction.
  • the irradiation position of the measurement light S is moved by the laser irradiation head 20 using optical components such as the third parallel plate 28, but the laser irradiation position is changed so as to pass through a spiral locus.
  • an optical device such as a galvano scanner for scanning the measurement light S may be used.
  • the present invention is extremely useful because it can obtain the highly practical effect of measuring the depth of the keyhole position and grasping the state of the welded members superimposed on each other. And industrial applicability is high.
  • Laser Welding Device 14 Measuring Unit 15 Control Device (Welding Condition Changing Unit) 16 Correction unit 17 Determination unit 20 Laser irradiation head (irradiation unit) 28 3rd parallel flat plate (irradiation position switching part) 29 4th parallel plate (irradiation position switching part) 31 Upper metal plate (welded member) 32 Lower metal plate (welded member) 37 Keyhole 38 Weld Bead 40 Irradiation Position Switching Unit (Irradiation Position Switching Unit) L Laser beam S Measurement beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸と同軸となるキーホール３７位置と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の後方の溶接ビード３８位置とに切り替え可能とする。そして、溶接ビード３８位置で測定された窪み深さの測定値に基づいて、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップが生じているかを判定する。

Description

レーザ溶接装置
　本発明は、レーザ溶接装置に関するものである。
　従来より、溶接部の溶け込み深さを直接測定することで、溶接部の品質を評価するようにしたレーザ溶接装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１には、レーザ光と測定光とを同軸上に重ね合わせて溶接部のキーホール内部に照射して、キーホールの底部で反射した測定光を、ビームスプリッタを介して光干渉計に入射させるようにした構成が開示されている。ここで、光干渉計では、測定光の光路長を測定できるため、測定した光路長からキーホールの深さを、溶接部の溶け込み深さとして特定するようにしている。
特開２０１２－２３６１９６号公報
　しかしながら、例えば、互いに重ね合わされた溶接部材に対してレーザ溶接を行う場合には、溶接部の溶け込み深さを正確に測定することができないおそれがある。
　具体的に、互いに重ね合された溶接部材の間にギャップが生じている場合には、測定光の光路長が、そのギャップ量の分だけ長くなってしまう。そのため、溶接部の実際の溶け込み深さよりも大きな値が測定されてしまい、測定値に誤差が生じることとなる。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、キーホール位置の深さを測定するとともに、互いに重ね合された溶接部材の状態を把握できるようにすることにある。
　本開示の態様は、互いに重ね合わされた２つの溶接部材にレーザ光を照射して溶接するレーザ溶接装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
　すなわち、第１の態様は、前記レーザ光と、該レーザ光とは波長の異なる測定光とを前記溶接部材に照射する照射部と、
　前記照射部から照射されて前記溶接部材で反射した前記測定光に基づいて、所定の基準面からの深さを測定する測定部と、
　前記測定光の照射位置を、前記レーザ光の光軸と同軸となるキーホール位置と、該レーザ光の光軸中心よりも溶接方向の後方の溶接ビード位置とに切り替える照射位置切替部とを備えたことを特徴とするものである。
　第１の態様では、測定光の照射位置を、レーザ光の光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光の光軸中心よりも溶接方向の後方の溶接ビード位置とに切り替え可能としている。
　これにより、測定光によって、キーホール位置の深さを測定するとともに、溶接ビード位置における溶接部材の状態を把握することができる。
　ここで、溶接部材の状態とは、例えば、互いに重ね合された溶接部材の間にギャップが生じているか否かである。
　第２の態様は、第１の態様において、
　前記溶接ビード位置で測定された窪み深さの測定値に基づいて、２つの前記溶接部材の間に生じたギャップ量を判定する判定部を備えたことを特徴とするものである。
　第２の態様では、溶接ビード位置で測定された窪み深さの測定値に基づいて、ギャップ量を判定するようにしている。これにより、例えば、溶接ビード位置の窪み深さが、ギャップが生じていない状態で予め測定していた窪み深さよりも深い場合に、その深さの割合に応じて、ギャップ量を求めることができる。
　第３の態様は、第２の態様において、
　前記ギャップ量に基づいて、前記キーホール位置で測定された測定値を補正する補正部を備えたことを特徴とするものである。
　第３の態様では、ギャップ量に基づいて、キーホール位置の深さの測定値を補正するようにしている。これにより、ギャップに起因してキーホール位置の測定値が大きくなっているにもかかわらず、例えば、レーザ出力が強すぎると判断してレーザ出力を弱めてしまい、十分な溶け込み量が得られなくなるのを抑えることができる。
　第４の態様は、第２又は第３の態様において、
　前記ギャップ量が所定の基準値よりも大きい場合に、前記溶接部材の溶融量を増やすように溶接条件を変更する溶接条件変更部を備えたことを特徴とするものである。
　第４の態様では、ギャップ量が所定の基準値よりも大きい場合に、溶接部材の溶融量を増やすように溶接条件を変更している。これにより、溶接部材の溶け落ちが発生するのを抑え、接合強度を十分に確保することができる。
　なお、溶接条件の変更としては、例えば、レーザ光の出力を高める、溶接速度を遅くする、レーザ光をスピン軌道で広範囲に照射する等が考えられる。
　第５の態様は、第２乃至第４の態様のうち何れか１つにおいて、
　前記判定部は、前記ギャップ量が所定の上限値よりも大きい場合に、該ギャップ量が異常であると判定することを特徴とするものである。
　第５の態様では、ギャップ量が所定の上限値よりも大きい場合に、ギャップ量が異常であると判定している。これにより、ギャップ量が大きすぎることに起因して、溶接部材の溶け落ちが発生するのを抑えることができる。
　第６の態様は、互いに重ね合わされた２つの溶接部材にレーザ光を照射して溶接するレーザ溶接装置を対象とし、
　２つの前記溶接部材は、前記レーザ光の照射方向から見て奥側の該溶接部材の一部が露出するように、互いに面内方向にずれて配置され、
　前記レーザ光と、該レーザ光とは波長の異なる測定光とを前記溶接部材に照射する照射部と、
　前記照射部から照射されて前記溶接部材で反射した前記測定光に基づいて、所定の基準面からの深さを測定する測定部と、
　前記測定光の照射位置を、前記レーザ光の光軸と同軸となるキーホール位置と、該レーザ光の光軸中心よりも溶接方向の前方で且つ２つの前記溶接部材の境界位置とに切り替える照射位置切替部とを備えたことを特徴とするものである。
　第６の態様では、互いに重ね合わされた溶接部材が、レーザ光の照射方向から見て奥側の溶接部材の一部が露出するようにずれて配置されている。そして、測定光の照射位置を、レーザ光の光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光の光軸中心よりも溶接方向の前方で且つ溶接部材の境界位置とに切り替え可能としている。
　これにより、測定光によって、キーホール位置の深さを測定するとともに、レーザ光よりも溶接方向の前方で、溶接部材の境界位置を把握することができる。
　具体的に、２つの溶接部材の境界位置に沿ってレーザ光を照射する倣い制御を行う場合には、境界位置を正確に特定する必要がある。そこで、レーザ光の光軸中心よりも溶接方向の前方に測定光を照射すれば、測定された測定値に基づいて境界位置を特定することができる。
　そして、特定された境界位置に対する照射部の位置ずれを補正しながらレーザ溶接を行うようにすれば、レーザ光及び測定光を適切な位置に照射して、レーザ溶接の加工精度や測定精度を高めることができる。
　第７の態様は、第６の態様において、
　前記照射位置切替部は、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周りに旋回移動するように切り替え、
　前記測定光が前記境界位置を横切る前後で測定された複数の測定値に基づいて、２つの前記溶接部材の間に生じたギャップ量を判定する判定部を備えたことを特徴とするものである。
　第７の態様では、測定光の照射位置を旋回移動させ、溶接部材の境界位置を横切る前後で測定された複数の測定値に基づいて、ギャップ量を判定するようにしている。
　具体的に、ギャップが生じていない場合には、レーザ光の照射方向から見て、手前側の溶接部材の表面で測定した測定値に対して手前側の溶接部材の厚み分を深さ方向に加算した値が、レーザ光の照射方向から見て奥側の溶接部材の表面で測定した測定値と一致することとなる。
　これに対し、レーザ光の照射方向から見て、奥側の溶接部材の表面で測定した測定値が、手前側の溶接部材の表面で測定した測定値に対して手前側の溶接部材の厚み分を深さ方向に加算した値よりも大きい（深い）場合には、その差分値がギャップ量であると判定することができる。
　第８の態様は、第７の態様において、
　前記ギャップ量に基づいて、前記キーホール位置で測定された測定値を補正する補正部を備えたことを特徴とするものである。
　第８の態様では、ギャップ量に基づいて、キーホール位置の深さの測定値を補正するようにしている。これにより、ギャップに起因してキーホール位置の測定値が大きくなっているにもかかわらず、例えば、レーザ出力が強すぎると判断してレーザ出力を弱めてしまい、十分な溶け込み量が得られなくなるのを抑えることができる。
　第９の態様は、第７又は第８の態様において、
　前記判定部は、前記ギャップ量が所定の上限値よりも大きい場合に、該ギャップ量が異常であると判定することを特徴とするものである。
　第９の態様では、ギャップ量が所定の上限値よりも大きい場合に、ギャップ量が異常であると判定している。これにより、ギャップ量が大きすぎることに起因して溶接部材の溶け落ちが発生するのを抑えることができる。
　本開示の態様によれば、キーホール位置の深さを測定するとともに、互いに重ね合された溶接部材の状態を把握することができる。
図１は、本実施形態１に係るレーザ溶接装置の模式図である。 図２は、測定光をキーホール位置に照射するときのレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。 図３は、測定光を溶接ビード位置に照射するときのレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。 図４は、レーザ光及び測定光の照射位置を説明するための斜視図である。 図５は、レーザ光、測定光、キーホールの位置関係を示す側面断面図である。 図６Ａは、ギャップに起因して上側金属板が溶け落ちた状態を示す図である。 図６Ｂは、レーザ光をスピン軌道で照射したことで溶け落ちを抑えることができた状態を示す図である。 図７Ａは、ギャップが生じていない状態で溶接ビードの窪み深さを測定している図である。 図７Ｂは、ギャップが生じている状態で溶接ビードの窪み深さを測定している図である。 図８は、ギャップ量と窪み深さとの関係を示すグラフ図である。 図９は、測定光の照射位置を、キーホール位置と溶接ビード位置とに切り替えるときの動作を示すフローチャート図である。 図１０は、本実施形態２に係るレーザ溶接装置において、測定光をキーホール位置に照射するときのレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。 図１１は、測定光を上側金属板と下側金属板との境界位置に照射するときのレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。 図１２は、レーザ光及び測定光の照射位置を説明するための斜視図である。 図１３は、上側金属板と下側金属板との境界位置を横切るように測定光をスピン軌道で照射したときの平面図である。 図１４Ａは、ギャップが生じていない状態で測定光をスピン軌道で照射している図である。 図１４Ｂは、ギャップが生じている状態で測定光をスピン軌道で照射している図である。 図１５は、測定光の照射位置を、キーホール位置と境界位置とに切り替えるときの動作を示すフローチャート図である。 図１６は、本実施形態３に係るレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。 図１７Ａは、測定光をキーホール位置に照射するときの図である。 図１７Ｂは、測定光を溶接ビード位置に照射するときの図である。 図１７Ｃは、測定光を溶接方向よりも前方の境界位置に照射するときの図である。 図１８は、本実施形態４に係るレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。 図１９は、照射位置切替ユニットの構成を示す図である。 図２０は、本実施形態５に係るレーザ照射ヘッドの照射位置切替ユニットの構成を示す図である。 図２１は、本実施形態６に係るレーザ照射ヘッドの照射位置切替ユニットの構成を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
　《実施形態１》
　図１に示すように、レーザ溶接装置１０は、レーザ光Ｌを出力するレーザ発振器１１と、測定光Ｓを出力する光干渉計１２と、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓを溶接対象物３０に向けて照射するレーザ照射ヘッド２０（照射部）と、レーザ照射ヘッド２０が取り付けられてレーザ照射ヘッド２０を移動させるロボット１８と、レーザ照射ヘッド２０やロボット１８の動作を制御してレーザ溶接を行う制御装置１５とを備えている。
　レーザ発振器１１は、制御装置１５からの指令に基づいて、レーザ光Ｌを出力する。レーザ発振器１１とレーザ照射ヘッド２０とは、光ファイバ１９で接続されている。レーザ光Ｌは、光ファイバ１９を介して、レーザ発振器１１からレーザ照射ヘッド２０に伝送される。
　光干渉計１２は、レーザ光Ｌとは波長の異なる測定光Ｓを出力する測定光発振器１３と、後述する溶接部３５の溶け込み深さを測定する測定部１４とを有する。測定光発振器１３は、制御装置１５からの指令に基づいて、測定光Ｓを出力する。光干渉計１２とレーザ照射ヘッド２０とは、光ファイバ１９で接続されている。測定光Ｓは、光ファイバ１９を介して、光干渉計１２からレーザ照射ヘッド２０に伝送される。
　レーザ照射ヘッド２０は、ロボット１８のアーム先端部分に取り付けられており、制御装置１５からの指令に基づいて、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓを溶接対象物３０で結像する。
　ロボット１８は、制御装置１５からの指令に基づいて、レーザ照射ヘッド２０を指定された位置まで移動させ、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓを走査する。
　制御装置１５は、レーザ発振器１１、光干渉計１２、ロボット１８と接続されており、レーザ照射ヘッド２０の移動速度の他に、レーザ光Ｌの出力開始や停止、レーザ光Ｌの出力強度などを制御する機能も備えている。つまり、制御装置１５は、溶接条件を変更可能な溶接条件変更部を構成している。
　また、詳しくは後述するが、制御装置１５は、測定部１４で測定された複数の測定値に基づいて、溶接部３５の溶け込み深さを判定する判定部１７と、キーホール３７位置の測定値を補正する補正部１６とを有する。
　溶接対象物３０は、上下に重ね合わされた溶接部材としての上側金属板３１と下側金属板３２とを有する。レーザ溶接装置１０は、上側金属板３１の上面にレーザ光Ｌを照射することで、上側金属板３１と下側金属板３２とを溶接する。
　ここで、本実施形態に係るレーザ溶接装置１０では、レーザ溶接と同時に溶接部３５の溶け込み深さの測定を行うことができるようになっている。
　具体的に、図２に示すように、レーザ照射ヘッド２０は、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となるように調整するビームスプリッタ２５と、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓが透過するコリメートレンズ２１及びフォーカスレンズ２２と、第１の平行平板２６と、第２の平行平板２７と、第３の平行平板２８（照射位置切替部）とを有する。
　ビームスプリッタ２５は、ダイクロイックミラーであり、レーザ発振器１１からのレーザ光Ｌを透過し、光干渉計１２からの測定光Ｓを反射するように、透過・反射させる波長が設定されている。
　このとき、ビームスプリッタ２５で、レーザ光Ｌと測定光Ｓとを十分に分離するために、レーザ光Ｌと測定光Ｓとの波長差を１００ｎｍ以上とすることが望ましい。また、本実施形態では、レーザ光Ｌのスポット径を７００～８００μｍ、測定光Ｓのスポット径を１００μｍとしている。
　第１の平行平板２６、第２の平行平板２７、及び第３の平行平板２８は、図示しないモータに接続され、制御装置１５からの指令に従って回転する。
　レーザ発振器１１から出力されたレーザ光Ｌは、光ファイバ１９を通ってレーザ照射ヘッド２０に送られる。レーザ照射ヘッド２０に入ったレーザ光Ｌは、ビームスプリッタ２５を透過する。
　光干渉計１２から出力された測定光Ｓは、光ファイバ１９を通ってレーザ照射ヘッド２０に送られる。レーザ照射ヘッド２０に入った測定光Ｓは、第３の平行平板２８を通ることで、ビームスプリッタ２５への入射位置が切り替えられる。
　具体的に、第３の平行平板２８を回転させ、図２に示す角度となるように第３の平行平板２８を調整した場合には、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光Ｌと結合する位置に照射される。
　そして、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５によって、レーザ光Ｌと同心・同軸上に重ね合わされる。同軸に重ね合わされたレーザ光Ｌと測定光Ｓとは、コリメートレンズ２１によって平行化され、フォーカスレンズ２２によって集光される。
　一方、第３の平行平板２８を回転させ、図３に示す角度となるように第３の平行平板２８を調整した場合には、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光Ｌよりも溶接方向の後方位置に照射される。
　具体的に、図３に示す例では、レーザ照射ヘッド２０を右方向に移動させながら溶接を行っているので、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５によって、レーザ光Ｌよりも溶接方向の後方（左方向）の位置で屈折して、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となる。そして、レーザ光Ｌと測定光Ｓとは、コリメートレンズ２１によって平行化され、フォーカスレンズ２２によって集光される。
　このように、本実施形態では、ビームスプリッタ２５よりも測定光Ｓの入射側に第３の平行平板２８を設け、第３の平行平板２８を回転させることにより、測定光Ｓが円軌道となるように回転させ、旋回移動させることができる（図４参照）。
　これにより、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の後方の溶接ビード位置とに切り替えることができる。
　また、フォーカスレンズ２２で集光されたレーザ光Ｌ及び測定光Ｓは、制御装置１５によって制御された第１の平行平板２６及び第２の平行平板２７を通ることによって、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓの照射位置（焦点距離）が決定され、溶接対象物３０の溶接部３５にレーザ光Ｌ及び測定光が照射される。
　このとき、レーザ照射ヘッド２０は、第１の平行平板２６及び第２の平行平板２７を回転させることにより、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが円軌道となるように回転させ、旋回移動させることができる。
　また、ロボット１８によって、レーザ照射ヘッド２０を移動させることで、溶接対象物３０における溶接領域において、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓの照射位置を移動させることができる。
　図５に示すように、レーザ溶接装置１０では、上側金属板３１と下側金属板３２とを有する溶接対象物３０の溶接部３５を溶接するにあたり、溶接対象物３０の上方から上側金属板３１の上面にレーザ光Ｌが照射される。
　レーザ光Ｌの照射された溶接部３５は、その上部から溶融し、溶接部３５に溶融池３６が形成される。溶接部３５が溶融する際に、溶融池３６から溶融金属が蒸発し、蒸発時に生じる蒸気の圧力によってキーホール３７が形成される。ここでは、溶融池３６とキーホール３７とを合わせて溶接部３５として扱う。溶融池３６の溶接方向の後方には、溶融池３６が凝固することで溶接ビード３８が形成される。
　ここで、レーザ溶接装置１０において、レーザ溶接と溶け込み深さの測定とを同時に行うために、第３の平行平板２８を、図２に示す角度に調整しておく。
　これにより、光干渉計１２から出射されて第３の平行平板２８を透過した測定光Ｓが、ビームスプリッタ２５により、レーザ発振器１１からのレーザ光Ｌと同心・同軸上に重ね合わされ、キーホール３７の内部に照射される。照射された測定光Ｓは、キーホール３７の底部３７ａで反射し、ビームスプリッタ２５を介して、光干渉計１２に入射する。
　光干渉計１２に入射した測定光Ｓの光路長は、測定部１４で測定される。測定部１４では、測定した光路長に基づいて、溶接対象物３０の表面又は基準となる仮想の面からの、溶接部３５の溶け込み深さとして、キーホール３７の深さを特定する。レーザ溶接装置１０では、特定した溶け込み深さに基づいて、溶接部３５の良否を判断するようにしている。
　ところで、例えば、図６Ａに示すように、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じており、そのギャップ量が所定の基準値よりも大きい場合には、レーザ光Ｌによって溶融した上側金属板３１がギャップ部分に流れて溶け落ちが発生することがある。
　そこで、上側金属板３１の溶け落ちの発生を抑えるために、上側金属板３１の溶融量を増やすように溶接条件を変更するようにしている。具体的には、第１の平行平板２６及び第２の平行平板２７を回転させることで、図６Ｂに示すように、溶接対象物３０に対して、螺旋状にレーザ光Ｌを照射しながら溶接方向に相対的にビームスポットを移動させるスピン軌道でレーザ光Ｌを照射して、溶接対象物３０を溶接する。
　なお、スピン軌道とは、照射するレーザ光Ｌによるスポットを円形状の軌道で移動させながら溶接方向に移動させるレーザ光Ｌの軌道であり、言い換えると、溶接方向において、レーザ光Ｌの軌跡が回転しながら相対的に直線移動されている軌道である。
　このように、図６Ｂに示すように、上側金属板３１に対して、レーザ光Ｌをスピン軌道で広範囲に照射して溶融量を増やすことで、溶接対象物３０の溶け落ちが発生するのを抑え、接合強度を十分に確保することができる。
　なお、溶接条件の変更としては、例えば、レーザ光Ｌの出力を高める、溶接速度を遅くする等も考えられる。
　次に、上側金属板３１及び下側金属板３２の間にギャップが生じているか否かを判定する手順について説明する。まず、図７Ａに示すように、溶接ビード３８に対して測定光Ｓを照射することで、溶接ビード３８の窪み深さを測定する。そして、測定された測定値を、ギャップｇが生じていない状態で予め測定していた窪み深さと比較する。
　図７Ａに示す例では、測定値が略一致することとなるため、溶接ビード３８の窪み深さの測定値に基づいて、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じていないと判定することができる。
　一方、図７Ｂに示す例では、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じており、溶接ビード３８の窪み深さの測定値が、ギャップｇが生じていない場合に測定した測定値よりも大きくなる。
　ここで、図８のグラフ図に示すように、溶接ビード３８の窪み深さが大きいほど、ギャップ量が大きくなるという関係にあり、予め実験等により求めたこれらの値は、判定部１７にテーブルとして記憶されている。そのため、ギャップｇが生じている状態で測定された測定値とテーブルとに基づいて、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じていると判定することができ、さらに、そのギャップ量を算出することができる。
　ところで、ギャップｇが生じている場合に、キーホール３７位置で深さを測定すると、測定値がギャップ量の分だけ大きくなることとなり、レーザ溶接の加工精度が低下するおそれがある。
　具体的に、上側金属板３１の板厚が１ｍｍ、下側金属板３２の板厚が４．３ｍｍであり、キーホール３７の深さの目標値を４ｍｍとしたい場合について検討する。
　ここで、キーホール３７の深さが４ｍｍとなるようにレーザ出力を調整した場合に、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じていなければ、測定光Ｓによって測定したキーホール３７の深さが４ｍｍとなり、レーザ溶接の加工精度を確保することができる。
　一方、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じており、そのギャップ量が、例えば、０．３ｍｍであった場合には、レーザ出力が同じであっても、測定光Ｓによって測定したキーホール３７の深さの測定値が４．３ｍｍとなる。そのため、制御装置１５は、レーザ出力が強すぎると判断して、レーザ出力を弱める方向に溶接条件を変更することとなる。
　このように、ギャップｇに起因してキーホール３７位置の測定値が大きくなっているにもかかわらず、レーザ出力を弱めてしまうと、溶け込み深さが浅くなってしまい、接合強度が低下するおそれがある。
　そこで、本実施形態では、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じていた場合には、そのギャップ量に応じて、キーホール３７位置の深さの測定値を、補正部１６で補正するようにしている。
　具体的には、ギャップ量が０．３ｍｍであり、キーホール３７位置で測定された測定値が４．３ｍｍである場合に、補正部１６は、４．３ｍｍから０．３ｍｍを減算して、キーホール３７位置の測定値を４ｍｍに補正する。
　そして、制御装置１５では、補正後のキーホール３７位置の測定値と、目標値とを比較する。このとき、補正後のキーホール３７位置の測定値が４ｍｍであり、目標値も４ｍｍであるので、制御装置１５は、レーザ出力をそのまま維持して、レーザ溶接を継続するように制御する。
　ここで、例えば、厚み３０ｍｍのＢＫ７を第３の平行平板２８として用い、測定光Ｓの波長を１３００ｎｍ、第３の平行平板２８に対する測定光Ｓの入射角を４５°とすると、第３の平行平板２８から出力される測定光Ｓの旋回の直径はφ９．９ｍｍとなる。また、例えば、第３の平行平板２８を５０Ｈｚで回転させ、第３の平行平板２８から出力される測定光Ｓの旋回の直径が溶接対象物３０に照射されるレーザ光Ｌのスピン軌道に相当するとした場合、３ｍ／ｍｉｎの溶接速度では、第３の平行平板２８の１回転当たり、言い替えるとスピン１回転当たり溶接方向に１ｍｍ進むので、溶接方向のスピン軌道間の間隔が１ｍｍ単位で測定出来ることになり、測定光Ｓによる微細な測定及び測定値の補正が可能となる。第３の平行平板２８の回転数に応じて測定分解能が変更となり、より微細な測定が可能となる。なお、ＢＫ７は、光学ガラス材料としての屈折率ガラスである。
　以下、測定光Ｓの照射位置を、キーホール３７位置と溶接ビード３８位置とに切り替えるときの動作について、図９のフローチャート図を用いて説明する。
　図９に示すように、まず、ステップＳ１０１では、レーザ照射ヘッド２０においてレーザ光Ｌと測定光Ｓとを同軸に重ね合わせて溶接部３５に照射し、ステップＳ１０２に進む。
　ステップＳ１０２では、測定部１４が、キーホール３７の底部で反射した測定光Ｓに基づいて、キーホール３７位置の深さを測定し、ステップＳ１０３に進む。
　ステップＳ１０３では、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の後方の溶接ビード３８位置に向かうように旋回移動させ、ステップＳ１０４に進む。
　ステップＳ１０４では、測定部１４が、溶接ビード３８の底部で反射した測定光Ｓに基づいて、溶接ビード３８位置の窪み深さを測定し、ステップＳ１０５に進む。
　ステップＳ１０５では、判定部１７が、溶接ビード３８の窪み深さの測定値に基づいて、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じているかを判定する。ステップＳ１０５での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０６に分岐する。ステップＳ１０５での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０１に分岐する。
　ステップＳ１０６では、溶接ビード３８の窪み深さの測定値に基づいて、ギャップ量を算出し、ステップＳ１０７に進む。
　ステップＳ１０７では、判定部１７が、ギャップ量が所定の基準値よりも大きいかを判定する。ステップＳ１０７での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０８に分岐する。ステップＳ１０７での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１１０に分岐する。
　ここで、所定の基準値は、溶け落ちが発生するギャップ量であり、予め実験等により求められ、判定部１７にテーブルとして記憶されている。
　ステップＳ１０８では、判定部１７が、ギャップ量が所定の上限値よりも小さいかを判定する。ステップＳ１０８での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０９に分岐する。ステップＳ１０８での判定が「ＮＯ」の場合には、ギャップ量が異常であると判定して、ステップＳ１１１に分岐する。
　ここで、所定の上限値は、上側金属板３１の溶融量を増やしても溶け落ちの発生を抑えることができないギャップ量であり、予め実験等により求められ、判定部１７にテーブルとして記憶されている。例えば、上側金属板３１の板厚が１ｍｍであれば、上限値は０．５ｍｍ程度である。
　ステップＳ１０９では、上側金属板３１の溶融量を増やすように溶接条件を変更、例えば、レーザ光Ｌをスピン軌道で広範囲に照射させ、ステップＳ１１０に進む。
　ステップＳ１１０では、ギャップ量に応じて、キーホール３７位置の深さの測定値を補正して、処理を終了する。
　ステップＳ１１１では、図示しない表示モニタに測定値の異常を警告するメッセージを表示する等、ユーザーに異常を報知して、処理を終了する。
　《実施形態２》
　図１０は、本実施形態２に係るレーザ溶接装置において、測定光をキーホール位置に照射するときのレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
　図１０に示すように、レーザ照射ヘッド２０は、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となるように調整するビームスプリッタ２５と、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓが透過するコリメートレンズ２１及びフォーカスレンズ２２と、第１の平行平板２６と、第２の平行平板２７と、第３の平行平板２８（照射位置切替部）とを有する。
　レーザ発振器１１から出力されたレーザ光Ｌは、光ファイバ１９を通ってレーザ照射ヘッド２０に送られる。レーザ照射ヘッド２０に入ったレーザ光Ｌは、ビームスプリッタ２５を透過する。
　光干渉計１２から出力された測定光Ｓは、光ファイバ１９を通ってレーザ照射ヘッド２０に送られる。レーザ照射ヘッド２０に入った測定光Ｓは、第３の平行平板２８を通ることで、ビームスプリッタ２５への入射位置が切り替えられる。
　具体的に、第３の平行平板２８を回転させ、図１０に示す角度となるように第３の平行平板２８を調整した場合には、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光Ｌと結合する位置に照射される。
　そして、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５によって、レーザ光Ｌと同心・同軸上に重ね合わされる。同軸に重ね合わされたレーザ光Ｌと測定光Ｓとは、コリメートレンズ２１によって平行化され、フォーカスレンズ２２によって集光される。
　一方、第３の平行平板２８を回転させ、図１１に示す角度となるように第３の平行平板２８を調整した場合には、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光Ｌよりも溶接方向の前方位置に照射される。
　具体的に、図１１に示す例では、レーザ照射ヘッド２０を右方向に移動させながら溶接を行っているので、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５によって、レーザ光Ｌよりも溶接方向の前方（右方向）の位置で屈折して、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となる。そして、レーザ光Ｌと測定光Ｓとは、コリメートレンズ２１によって平行化され、フォーカスレンズ２２によって集光される。
　このように、本実施形態では、ビームスプリッタ２５よりも測定光Ｓの入射側に第３の平行平板２８を設け、第３の平行平板２８を回転させることにより、測定光Ｓが円軌道となるように回転させ、旋回移動させることができる（図１２参照）。
　これにより、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方とに切り替えることができる。
　ここで、図１２に示すように、上側金属板３１と下側金属板３２とは、レーザ光Ｌの照射方向から見て、下側金属板３２の上面の一部が露出するように、互いに面内方向にずれて配置されている。そして、レーザ溶接装置１０では、上側金属板３１と下側金属板３２とを有する溶接対象物３０の溶接部３５を溶接するにあたり、溶接対象物３０の上方から、上側金属板３１と下側金属板３２との境界位置に沿ってレーザ光Ｌが照射される。
　ここで、本実施形態では、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方に、測定光Ｓを旋回移動させながら照射して、測定された測定値に基づいて境界位置を特定するようにしている。そして、特定された境界位置に対するレーザ照射ヘッド２０の位置ずれを補正しながらレーザ溶接を行うようにしている。これにより、レーザ溶接の加工精度や測定精度を高めることができる。
　また、本実施形態では、測定光Ｓの照射位置を旋回移動させ、測定光Ｓが境界位置を横切る前後で測定された複数の測定値に基づいて、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップが生じているかを判定するようにしている。
　具体的に、図１３に示すように、キーホール３７位置（Ａ点）に照射されていた測定光Ｓを、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方に向かって、反時計回り方向に旋回移動させる。
　これにより、測定光Ｓを、下側金属板３２の表面（Ｂ点）、上側金属板３１と下側金属板３２との境界位置（Ｃ点）、上側金属板３１の表面（Ｄ点）を通過するように順に照射させ、Ａ点からＤ点における所定の基準面からの深さを測定することができる。なお、所定の基準面は、レーザ光Ｌの照射方向から見て、上側金属板３１の表面とする。
　ここで、図１４Ａに示す例では、レーザ光Ｌの照射方向から見て、Ｄ点で測定した測定値に対して上側金属板３１の板厚ｔを深さ方向に加算した値が、Ｂ点で測定した測定値と一致することとなる。そのため、測定光Ｓが境界位置を横切る前後で測定された複数の測定値に基づいて、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じていないと判定することができる。
　一方、図１４Ｂに示す例では、レーザ光Ｌの照射方向から見て、Ｂ点で測定した測定値は、Ｄ点で測定した測定値に対して板厚ｔを深さ方向に加算した値よりも、ギャップｇの分だけ大きく（深く）なるので、その差分値からギャップ量としてのギャップｇを算出することができる。
　以下、測定光Ｓの照射位置を、キーホール３７位置と境界位置とに切り替えるときの動作について、図１５のフローチャート図を用いて説明する。
　図１５に示すように、ステップＳ２０１では、レーザ照射ヘッド２０においてレーザ光Ｌと測定光Ｓとを同軸に重ね合わせて溶接部３５に照射し、ステップＳ２０２に進む。
　ステップＳ２０２では、測定部１４が、キーホール３７の底部で反射した測定光Ｓに基づいて、キーホール３７位置の深さを測定し、ステップＳ２０３に進む。
　ステップＳ２０３では、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方で且つ上側金属板３１下側金属板３２との境界位置を横切るように旋回移動させ、ステップＳ２０４に進む。
　ステップＳ２０４では、測定部１４が、境界位置を横切る前後で反射した測定光Ｓに基づいて、境界位置を特定し、ステップＳ２０５に進む。
　ステップＳ２０５では、特定された境界位置に沿ってレーザ光Ｌを照射するように、倣い制御を行い、ステップＳ２０６に進む。
　ステップＳ２０６では、判定部１７が、境界位置を横切る前後で測定された測定値に基づいて、上側金属板３１と下側金属板３２との間にギャップｇが生じているかを判定する。ステップＳ２０６での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２０７に分岐する。ステップＳ２０６での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２０１に分岐する。
　ステップＳ２０７では、境界位置を横切る前後で測定された測定値に基づいて、ギャップ量を算出し、ステップＳ２０８に進む。
　ステップＳ２０８では、判定部１７が、ギャップ量が所定の基準値よりも大きいかを判定する。ステップＳ２０８での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２０９に分岐する。ステップＳ２０８での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２１１に分岐する。
　ステップＳ２０９では、判定部１７が、ギャップ量が所定の上限値よりも小さいかを判定する。ステップＳ２０９での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２１０に分岐する。ステップＳ２０９での判定が「ＮＯ」の場合には、ギャップ量が異常であると判定して、ステップＳ２１２に分岐する。
　ステップＳ２１０では、上側金属板３１の溶融量を増やすように溶接条件を変更、例えば、レーザ光Ｌをスピン軌道で広範囲に照射させ、ステップＳ２１１に進む。
　ステップＳ２１１では、ギャップ量に応じて、キーホール３７位置の深さの測定値を補正して、処理を終了する。
　ステップＳ２１２では、図示しない表示モニタに測定値の異常を警告するメッセージを表示する等、ユーザーに異常を報知して、処理を終了する。
　《実施形態３》
　図１６は、本実施形態３に係るレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。図１６に示すように、レーザ照射ヘッド２０は、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となるように調整するビームスプリッタ２５と、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓが透過するコリメートレンズ２１及びフォーカスレンズ２２と、第１の平行平板２６と、第２の平行平板２７と、照射位置切替部としての第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９とを有する。
　レーザ発振器１１から出力されたレーザ光Ｌは、光ファイバ１９を通ってレーザ照射ヘッド２０に送られる。レーザ照射ヘッド２０に入ったレーザ光Ｌは、ビームスプリッタ２５を透過する。
　光干渉計１２から出力された測定光Ｓは、光ファイバ１９を通ってレーザ照射ヘッド２０に送られる。レーザ照射ヘッド２０に入った測定光Ｓは、第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を通ることで、ビームスプリッタ２５への入射位置が切り替えられる。
　具体的に、第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を回転させ、図１７Ａに示す角度となるように第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を調整した場合には、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光Ｌと結合する位置に照射される。
　そして、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５によって、レーザ光Ｌと同心・同軸上に重ね合わされる。同軸に重ね合わされたレーザ光Ｌと測定光Ｓとは、コリメートレンズ２１によって平行化され、フォーカスレンズ２２によって集光される。
　また、第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を回転させ、図１７Ｂに示す角度となるように第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を調整した場合には、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光Ｌよりも溶接方向の後方位置に照射される。
　具体的に、図１７Ｂに示す例では、レーザ照射ヘッド２０を右方向に移動させながら溶接を行っているので、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５によって、レーザ光Ｌよりも溶接方向の後方（左方向）の位置で屈折して、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となる。そして、レーザ光Ｌと測定光Ｓとは、コリメートレンズ２１によって平行化され、フォーカスレンズ２２によって集光される。
　また、第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を回転させ、図１７Ｃに示す角度となるように第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を調整した場合には、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光Ｌよりも溶接方向の前方位置に照射される。
　具体的に、図１７Ｃに示す例では、レーザ照射ヘッド２０を右方向に移動させながら溶接を行っているので、測定光Ｓは、ビームスプリッタ２５によって、レーザ光Ｌよりも溶接方向の前方（右方向）の位置で屈折して、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となる。そして、レーザ光Ｌと測定光Ｓとは、コリメートレンズ２１によって平行化され、フォーカスレンズ２２によって集光される。
　このように、本実施形態では、ビームスプリッタ２５よりも測定光Ｓの入射側に第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を設け、第３の平行平板２８及び第４の平行平板２９を回転させることにより、測定光Ｓが円軌道となるように回転させ、旋回移動させることができる。
　これにより、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の後方と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方とに切り替えることができる。
　《実施形態４》
　図１８は、本実施形態４に係るレーザ照射ヘッドの構成を示す模式図である。図１８に示すように、レーザ照射ヘッド２０は、レーザ光Ｌと測定光Ｓとが平行となるように調整するビームスプリッタ２５と、レーザ光Ｌ及び測定光Ｓが透過するコリメートレンズ２１及びフォーカスレンズ２２と、第１の平行平板２６と、第２の平行平板２７と、第３の平行平板２８と、照射位置切替ユニット４０とを有する。
　レーザ発振器１１から出力されたレーザ光Ｌは、光ファイバ１９を通ってレーザ照射ヘッド２０に送られる。レーザ照射ヘッド２０に入ったレーザ光Ｌは、ビームスプリッタ２５を透過する。
　照射位置切替ユニット４０は、光ファイバ１９の光軸位置を調整するものであり、レーザ照射ヘッド２０の入射端部に配設されている。光干渉計１２から出力された測定光Ｓは、光ファイバ１９を通って照射位置切替ユニット４０を通過した後で、レーザ照射ヘッド２０に送られる。測定光Ｓは、照射位置切替ユニット４０を通過することで、レーザ照射ヘッド２０内部の第３の平行平板２８への入射位置が切り替えられる。
　具体的に、図１９に示すように、照射位置切替ユニット４０は、外枠４１と、外枠４１の内部に配設されて光ファイバ１９を保持する保持体４２と、外枠４１内部での保持体４２の位置を調整するための第１の付勢バネ４３、第１の調整ネジ４４、第２の付勢バネ４５、及び第２の調整ネジ４６とを有する。
　第１の付勢バネ４３は、図１９で保持体４２の下面と外枠４１の内面との間に配設され、保持体４２を上方に向かって付勢している。第１の調整ネジ４４は、保持体４２を挟んで第１の付勢バネ４３に対向して配設され、外枠４１に螺合されている。
　そして、第１の調整ネジ４４の先端部が保持体４２の上面に摺動可能に押し付けられた状態で、第１の調整ネジ４４の締め付け量を調整することで、保持体４２を上下方向に移動させることができる。
　第２の付勢バネ４５は、図１９で保持体４２の左側面と外枠４１の内面との間に配設され、保持体４２を右方に向かって付勢している。第２の調整ネジ４６は、保持体４２を挟んで第２の付勢バネ４５に対向して配設され、外枠４１に螺合されている。
　そして、第２の調整ネジ４６の先端部が保持体４２の右側面に摺動可能に押し付けられた状態で、第２の調整ネジ４６の締め付け量を調整することで、保持体４２を左右方向に移動させることができる。
　これにより、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の後方と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方とに切り替えることができる。
　《実施形態５》
　図２０は、本実施形態５に係るレーザ照射ヘッドの照射位置切替ユニットの構成を示す図である。以下、前記実施形態４と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
　図２０に示すように、第１の調整ネジ４４の頭部には、第１のモータ４７の回転軸が接続されている。第１のモータ４７を回転させ、第１の調整ネジ４４の締め付け量を調整することで、保持体４２を上下方向に移動させることができる。
　また、第２の調整ネジ４６の頭部には、第２のモータ４８の回転軸が接続されている。第２のモータ４８を回転させ、第２の調整ネジ４６の締め付け量を調整することで、保持体４２を左右方向に移動させることができる。
　これにより、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の後方と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方とに切り替えることができる。
　《実施形態６》
　図２１は、本実施形態６に係るレーザ照射ヘッドの照射位置切替ユニットの構成を示す図である。図２１に示すように、照射位置切替ユニット４０は、外枠４１と、外枠４１の内部に配設されて光ファイバ１９を保持する保持体４２と、外枠４１内部での保持体４２の位置を調整するための第１の付勢バネ４３、第１の軸部５１、第１のカム５２、第２の付勢バネ４５、第２の軸部５３、及び第２のカム５４とを有する。
　第１の付勢バネ４３は、図２１で保持体４２の下面と外枠４１の内面との間に配設され、保持体４２を上方に向かって付勢している。第１の軸部５１は、保持体４２を挟んで第１の付勢バネ４３に対向して配設され、外枠４１に対して上下方向に摺動可能に嵌め込まれている。第１の軸部５１の頭部は、外枠４１から突出している。第１の軸部５１の頭部には、第１のカム５２のカム面が当接している。
　そして、第１の軸部５１の先端部が保持体４２の上面に摺動可能に押し付けられた状態で、第１のカム５２を回転させて第１の軸部５１をカム面に沿って上下に動かすことで、保持体４２を上下方向に移動させることができる。
　第２の付勢バネ４５は、図２１で保持体４２の左側面と外枠４１の内面との間に配設され、保持体４２を右方に向かって付勢している。第２の軸部５３は、保持体４２を挟んで第２の付勢バネ４５に対向して配設され、外枠４１に対して左右方向に摺動可能に嵌め込まれている。第２の軸部５３の頭部は、外枠４１から突出している。第２の軸部５３の頭部には、第２のカム５４のカム面が当接している。
　そして、第２の軸部５３の先端部が保持体４２の右側面に摺動可能に押し付けられた状態で、第２のカム５４を回転させて第２の軸部５３をカム面に沿って左右方向に動かすことで、保持体４２を左右方向に移動させることができる。
　これにより、測定光Ｓの照射位置を、レーザ光Ｌの光軸と同軸となるキーホール位置と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の後方と、レーザ光Ｌの光軸中心よりも溶接方向の前方とに切り替えることができる。
　《その他の実施形態》
　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。
　本実施形態では、第３の平行平板２８等の光学部品を用いたレーザ照射ヘッド２０によって、測定光Ｓの照射位置を移動させているが、螺旋状の軌跡を通るようにレーザ照射位置を変更できれば、測定光Ｓを走査させるためのガルバノスキャナなどの光学装置を用いてもよい。
　以上説明したように、本発明は、キーホール位置の深さを測定するとともに、互いに重ね合された溶接部材の状態を把握することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
　１０　　レーザ溶接装置
　１４　　測定部
　１５　　制御装置（溶接条件変更部）
　１６　　補正部
　１７　　判定部
　２０　　レーザ照射ヘッド（照射部）
　２８　　第３の平行平板（照射位置切替部）
　２９　　第４の平行平板（照射位置切替部）
　３１　　上側金属板（溶接部材）
　３２　　下側金属板（溶接部材）
　３７　　キーホール
　３８　　溶接ビード
　４０　　照射位置切替ユニット（照射位置切替部）
　　Ｌ　　レーザ光
　　Ｓ　　測定光

Claims (9)

  1. 　互いに重ね合わされた２つの溶接部材にレーザ光を照射して溶接するレーザ溶接装置であって、
    　前記レーザ光と、該レーザ光とは波長の異なる測定光とを前記溶接部材に照射する照射部と、
    　前記照射部から照射されて前記溶接部材で反射した前記測定光に基づいて、所定の基準面からの深さを測定する測定部と、
    　前記測定光の照射位置を、前記レーザ光の光軸と同軸となるキーホール位置と、該レーザ光の光軸中心よりも溶接方向の後方の溶接ビード位置とに切り替える照射位置切替部とを備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記溶接ビード位置で測定された窪み深さの測定値に基づいて、２つの前記溶接部材の間に生じたギャップ量を判定する判定部を備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
  3. 　請求項２において、
    　前記ギャップ量に基づいて、前記キーホール位置で測定された測定値を補正する補正部を備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
  4. 　請求項２又は３において、
    　前記ギャップ量が所定の基準値よりも大きい場合に、前記溶接部材の溶融量を増やすように溶接条件を変更する溶接条件変更部を備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
  5. 　請求項２乃至４のうち何れか１つにおいて、
    　前記判定部は、前記ギャップ量が所定の上限値よりも大きい場合に、該ギャップ量が異常であると判定することを特徴とするレーザ溶接装置。
  6. 　互いに重ね合わされた２つの溶接部材にレーザ光を照射して溶接するレーザ溶接装置であって、
    　２つの前記溶接部材は、前記レーザ光の照射方向から見て奥側の該溶接部材の一部が露出するように、互いに面内方向にずれて配置され、
    　前記レーザ光と、該レーザ光とは波長の異なる測定光とを前記溶接部材に照射する照射部と、
    　前記照射部から照射されて前記溶接部材で反射した前記測定光に基づいて、所定の基準面からの深さを測定する測定部と、
    　前記測定光の照射位置を、前記レーザ光の光軸と同軸となるキーホール位置と、該レーザ光の光軸中心よりも溶接方向の前方で且つ２つの前記溶接部材の境界位置とに切り替える照射位置切替部とを備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
  7. 　請求項６において、
    　前記照射位置切替部は、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周りに旋回移動するように切り替え、
    　前記測定光が前記境界位置を横切る前後で測定された複数の測定値に基づいて、２つの前記溶接部材の間に生じたギャップ量を判定する判定部を備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
  8. 　請求項７において、
    　前記ギャップ量に基づいて、前記キーホール位置で測定された測定値を補正する補正部を備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。
  9. 　請求項７又は８において、
    　前記判定部は、前記ギャップ量が所定の上限値よりも大きい場合に、該ギャップ量が異常であると判定することを特徴とするレーザ溶接装置。
PCT/JP2019/011483 2018-04-13 2019-03-19 レーザ溶接装置 WO2019198443A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980022373.XA CN111971143B (zh) 2018-04-13 2019-03-19 激光焊接装置
EP19785735.2A EP3778101B1 (en) 2018-04-13 2019-03-19 Laser welding device
JP2020513148A JP7126221B2 (ja) 2018-04-13 2019-03-19 レーザ溶接装置
US17/066,913 US20210023656A1 (en) 2018-04-13 2020-10-09 Laser welding device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-077702 2018-04-13
JP2018077702 2018-04-13

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/066,913 Continuation US20210023656A1 (en) 2018-04-13 2020-10-09 Laser welding device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019198443A1 true WO2019198443A1 (ja) 2019-10-17

Family

ID=68164041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/011483 WO2019198443A1 (ja) 2018-04-13 2019-03-19 レーザ溶接装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210023656A1 (ja)
EP (1) EP3778101B1 (ja)
JP (1) JP7126221B2 (ja)
CN (1) CN111971143B (ja)
WO (1) WO2019198443A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7150256B2 (ja) 2018-04-19 2022-10-11 国立大学法人北海道大学 環状カーボネート開環重合による重合体の製造方法
DE102018009524A1 (de) * 2018-12-04 2020-06-04 Lessmüller Lasertechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen und Überwachen eines Bearbeitungsprozesses eines ersten Werkstücks und eines zweiten Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls
CN111804940A (zh) * 2020-06-30 2020-10-23 安徽盛达前亮铝业有限公司 一种门窗加工用圆弧角成型机构
CN114473203B (zh) * 2022-03-30 2022-07-29 广东国玉科技有限公司 激光焊接组件以及智能激光焊接设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012236196A (ja) 2011-05-10 2012-12-06 Panasonic Corp レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法
WO2014132503A1 (ja) * 2013-02-27 2014-09-04 三菱重工業株式会社 加工装置および加工方法
US20160039045A1 (en) * 2013-03-13 2016-02-11 Queen's University At Kingston Methods and Systems for Characterizing Laser Machining Properties by Measuring Keyhole Dynamics Using Interferometry
US20160356595A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 Lessmueller Lasertechnik Gmbh Measurement device for a laser processing system and a method for performing position measurements by means of a measurement beam on a workpiece
JP2018153842A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 トヨタ自動車株式会社 計測装置およびレーザ溶接装置

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09277045A (ja) * 1996-04-12 1997-10-28 Fanuc Ltd 多層盛り溶接における制御方法
DE19852302A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit Hochenergiestrahlung
TW516981B (en) * 2000-12-22 2003-01-11 Koninkl Philips Electronics Nv Method of laser welding
JP3603843B2 (ja) * 2001-02-23 2004-12-22 日産自動車株式会社 レーザー溶接部の品質モニタリング方法およびその装置
US6670574B1 (en) * 2002-07-31 2003-12-30 Unitek Miyachi Corporation Laser weld monitor
JP4192573B2 (ja) * 2002-11-28 2008-12-10 スズキ株式会社 レーザ溶接方法及びその装置
US20060011592A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Pei-Chung Wang Laser welding control
WO2006098646A1 (en) * 2005-03-18 2006-09-21 Anthony Phillip Sidney Hards An oven
DE102005022095B4 (de) * 2005-05-12 2007-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer lateralen Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungskopf und einem Werkstück
DE102007055530A1 (de) * 2007-11-21 2009-05-28 Carl Zeiss Ag Laserstrahlbearbeitung
GB0803559D0 (en) * 2008-02-27 2008-04-02 Univ Kent Canterbury Multiple path intererometer and method
DE102010011253B4 (de) * 2010-03-12 2013-07-11 Precitec Kg Laserbearbeitungskopf, Robotervorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls
DE102010020183B4 (de) * 2010-05-11 2013-07-11 Precitec Kg Laserschneidkopf und Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mittels eines Laserschneidkopfes
DE11826290T1 (de) * 2010-09-25 2019-10-10 Ipg Photonics (Canada) Inc. Verfahren und systeme für kohärente bildgebung und rückkopplungssteuerung zum modifizieren von materialien
US10124410B2 (en) * 2010-09-25 2018-11-13 Ipg Photonics Corporation Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials
DE102011003717A1 (de) * 2011-02-07 2012-08-09 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung und insbesondere zur Regelung eines Laserschneidprozesses
JP2012170989A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Suzuki Motor Corp レーザ重ね溶接方法
DE102011078276C5 (de) * 2011-06-29 2014-04-03 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Erkennen von Fehlern während eines Laser-Bearbeitungsprozesses sowie Laser-Bearbeitungsvorrichtung
FR2981287B1 (fr) * 2011-10-13 2013-12-27 Commissariat Energie Atomique Appareil et procede de decoupe au laser a impulsions de gaz asservies en frequence ou en pression
JP5189684B1 (ja) * 2012-03-07 2013-04-24 三菱重工業株式会社 加工装置、加工ユニット及び加工方法
JP5947741B2 (ja) * 2013-03-29 2016-07-06 トヨタ自動車株式会社 溶接部の検査装置とその検査方法
EP2988904B1 (en) * 2013-04-26 2023-08-23 Raytheon Technologies Corporation Selective laser melting system
PL2999568T3 (pl) * 2013-05-23 2019-01-31 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Dysza do obróbki laserowej dla urządzenia do obróbki laserowej oraz urządzenie do obróbki laserowej
DE102013210078B4 (de) * 2013-05-29 2015-04-30 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung, Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Bestimmung der Fokusposition eines Hochenergiestrahls
US11440141B2 (en) * 2013-09-13 2022-09-13 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Devices and methods for monitoring, in particular for regulating, a cutting process
DE102013015656B4 (de) * 2013-09-23 2016-02-18 Precitec Optronik Gmbh Verfahren zum Messen der Eindringtiefe eines Laserstrahls in ein Werkstück, Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks sowie Laserbearbeitungsvorrichtung
JP6518945B2 (ja) * 2014-01-10 2019-05-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置
CN105555465B (zh) * 2014-02-25 2017-05-10 松下知识产权经营株式会社 激光焊接方法
DE102014011569B4 (de) * 2014-08-02 2016-08-18 Precitec Optronik Gmbh Verfahren zum Messen des Abstands zwischen einem Werkstück und einem Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsvorrichtung
CA2961278C (en) * 2014-10-20 2018-03-27 Precitec Gmbh & Co. Kg Device for measuring the depth of a weld seam in real time
DE102014117157B4 (de) * 2014-11-24 2017-02-16 Scansonic Mi Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Werkstücken an einem Überlappungsstoß
WO2017022238A1 (ja) * 2015-08-05 2017-02-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ溶接方法
DE102017114033B4 (de) * 2017-06-23 2021-11-25 Precitec Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Abstandsmessung für ein Laserbearbeitungssystem, und Laserbearbeitungssystem
DE102017117413B4 (de) * 2017-08-01 2019-11-28 Precitec Gmbh & Co. Kg Verfahren zur optischen Messung der Einschweißtiefe
CN107529468B (zh) * 2017-08-23 2019-10-29 武汉华工激光工程有限责任公司 一种电梯厅门板及轿壁板激光搭接焊接工艺
JP6851000B2 (ja) * 2017-10-26 2021-03-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法
CN111347157B (zh) * 2018-12-21 2023-04-28 松下知识产权经营株式会社 激光焊接装置以及激光焊接方法
DE102019103734A1 (de) * 2019-02-14 2020-08-20 Precitec Gmbh & Co. Kg Laserbearbeitungssystem zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls und Verfahren zum Steuern eines Laserbearbeitungssystems
CN111940910A (zh) * 2019-05-16 2020-11-17 松下知识产权经营株式会社 激光加工装置、激光加工方法以及修正数据生成方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012236196A (ja) 2011-05-10 2012-12-06 Panasonic Corp レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法
WO2014132503A1 (ja) * 2013-02-27 2014-09-04 三菱重工業株式会社 加工装置および加工方法
US20160039045A1 (en) * 2013-03-13 2016-02-11 Queen's University At Kingston Methods and Systems for Characterizing Laser Machining Properties by Measuring Keyhole Dynamics Using Interferometry
US20160356595A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 Lessmueller Lasertechnik Gmbh Measurement device for a laser processing system and a method for performing position measurements by means of a measurement beam on a workpiece
JP2018153842A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 トヨタ自動車株式会社 計測装置およびレーザ溶接装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3778101A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3778101B1 (en) 2024-01-17
EP3778101A1 (en) 2021-02-17
CN111971143A (zh) 2020-11-20
CN111971143B (zh) 2022-11-11
JP7126221B2 (ja) 2022-08-26
US20210023656A1 (en) 2021-01-28
EP3778101A4 (en) 2021-06-16
JPWO2019198443A1 (ja) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019198443A1 (ja) レーザ溶接装置
JP7126219B2 (ja) レーザ溶接方法
JP6645960B2 (ja) 工作物へのレーザービームの進入深さを測定する方法、及び、レーザー加工装置
KR20210032456A (ko) 인라인 간섭 이미징(ici)을 사용하여 워블-가공을 모니터링 및/또는 제어하기 위한 시스템 및 방법
JP7126220B2 (ja) レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置
JP2001276988A (ja) レーザ加工装置
JP5334866B2 (ja) レーザ溶接する方法及び装置
JP7320703B2 (ja) レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法
WO2019159659A1 (ja) レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法
WO2022209929A1 (ja) レーザ加工ヘッド及びレーザ加工システム
JP7113315B2 (ja) レーザ溶接方法
JP7117556B2 (ja) レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法
JP7308439B2 (ja) レーザ加工装置および光学調整方法
US20230330776A1 (en) Method of manufacturing metal component and laser welding apparatus
US20220395925A1 (en) Method for laser machining a workpiece and associated laser machining system
WO2021210602A1 (ja) レーザ溶接方法
WO2020184516A1 (ja) 光走査装置、光走査方法、及びリチウムイオン電池の製造方法
JP2023117010A (ja) スポット溶接打痕の中心座標の検出方法、レーザー溶接方法、および接合方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19785735

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020513148

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019785735

Country of ref document: EP