JPH0249194B2

JPH0249194B2 -

Info

Publication number: JPH0249194B2
Application number: JP60146399A
Authority: JP
Inventors: Hideo Takada
Original assignee: JAPAN SENSAA KOOHOREISHON KK; MYACHI DENSHI KK
Current assignee: JAPAN SENSAA KOOHOREISHON KK; MYACHI DENSHI KK
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1990-10-29
Also published as: JPS626789A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レーザ溶接機に関する。

［従来の技術］第３図は、従来のレーザ溶接機の一例を示す図
である。

レーザ照射手段１０からのレーザ１１が被溶接
部材３０の溶接点３１に照射され、この溶接点３
１において加熱溶接される。

一方、溶接点３１およびその周辺からの光が、
結像レンズ２１を通過し、ミラー２０で反射して
撮像素子４０の撮像面で決像される。なお、ミラ
ー２０には透孔２０ａが設けられている。

したがつて、第４図に示すように、撮像素子４
０で結像した画像が、CRT等の画面４１に表示
される。このために、被溶接部材３０および溶接
点３１の溶接状態を、作業員が容易に視認するこ
とができる。

［従来技術の問題点］上記従来例においては、溶接状態の検査は行な
われていないか、もし行なわれていたとしても、
作業員の目視による検査である。

したがつて、その溶接が確実になされたか否か
の検査は、実際には行なわれていないので、信頼
性の高い製品を期待することができない。

もつとも、溶接の異常を確実に検査することは
できるが、その場合、溶接の後に、検査工程を設
けなければならないので、全体の製造工程が複雑
になるという問題がある。

［発明の目的］本発明は、上記従来技術の問題点に着目してな
されたものであり、溶接の良否を容易に判別する
ことができるとともに、その溶接良否の判別を、
溶接と同時に行なうことができるレーザ溶接機を
提供することを目的とするものである。

［発明の実施例］第１図は、本発明の一実施例を示す説明図であ
る。

レーザ照射手段１０は、溶接点３１に炭酸ガス
レーザ１１を照射するものである。

一次ミラー５０は、第３図に示す全反射ミラー
２０と同様のものであり、その中央部分に透孔５
０ａを有する。この透孔５０ａは、レーザ１１が
溶接点３１に向う通路に設けられたものである。

なお、一次ミラー５０は、レーザ照射手段１０
から溶接点３１までの光路中に設けられ、溶接点
３１から受けた光を反射するミラーである。

ダイクロイツクミラー６０は、一次ミラー５０
と撮像素子４０との間に設けられ、赤外線を反射
し、可視光を通過するミラーである。

光フアイバ６１は、ダイクロイツクミラー６０
で反射された赤外線を通過させるものであり、そ
の端面６１ａは、結像レンズ２１によつて集光さ
れた溶接点３１の像を結像させる位置に設けられ
ている。

赤外線センサ７０は、ダイクロイツクミラー６
０で反射した赤外線のうち、レーザ１１の波長域
以外の波長域を有する赤外線に基づいて溶接点３
１の温度を測定するセンサである。

判別手段８０は、赤外線センサ７０からの出力
信号が所定値以上である場合に、溶接点３１にお
ける溶接が良好に行なわれたことを示す良好信号
を出力するものであり、赤外線センサ７０からの
出力信号が所定値より少ない場合には、溶接不良
信号を発生するものである。

次に、上記実施例の動作について説明する。

レーザ照射手段１０からレーザ１１が照射さ
れ、溶接点３１において加熱溶接される。

この場合に、溶接点３１およびその周辺におい
て、可視光が反射し赤外線が発生し、これらの光
を結像レンズ２１が集光する。そして、集光され
た光は、一次ミラー５０によつて全反射され、そ
の反射された光のうち、可視光はダイクロイツク
ミラー６０を通過して撮像素子４０の撮像面で結
像する。これによつて、第４図に示す従来例と同
様に、CRT等の画面４１上に、溶接点３１およ
びその周辺が表示される。この表示内容に基づい
て、作業者は、レーザ溶接に関する位置合わせ等
の操作を、容易に行なうことができる。

一方、溶接点３１で反射された反射光のうち、
赤外線はダイクロイツクミラー６０で反射され、
光フアイバ６１の端面６１ａで結像する。この結
像された光は、光フアイバ６１を通過して、赤外
線センサ７０に送られる。赤外線センサ７０は、
受けた赤外線のうち、レーザ１１の波長域以外の
波長域の赤外線に基づいて、レーザ溶接時の表面
温度を検出し、その表面温度に応じた信号が出力
される。そして、赤外線センサ７０の出力信号に
基づいて、表面温度が所定値以上の場合に限つ
て、判別手段８０が溶接良好信号を出力する。こ
れによつて、溶接が良好の場合には、たとえば、
所定のランプが点灯する。

このように、レーザ照射による溶接と同時に、
その溶接点３１における溶接の状態を、作業者が
容易に把握することができる。

上記実施例においては、光フアイバ６１を使用
し、これによつて、赤外線センサ７０の設置位置
を自由に選択することができる。しかし、光フア
イバ６１を省略するようにしてもよい。この場
合、赤外線センサ７０の受光面を、光フアイバ６
１の端面６１ａと同じ位置に設置する必要があ
る。

また、ダイクロイツクミラー６０は、赤外線を
赤外線センサ７０に送るという作用の他に、撮像
素子４０の撮像面に赤外線を送らないことによつ
て、撮像面における焼き付きを防止するという作
用がある。

さらに、一次ミラー５０の中央部における透孔
５０ａを設ける必要はない。ただし、この場合、
遠赤外波長の赤外線によつて透孔ができる。そし
て、一次ミラー５０を全反射ミラーでなくハーフ
ミラーとするようにしてもよい。

また、被溶接部材３０としては、ワイヤ同志の
組合せ、ワイヤと端子との組合せの他に、スポツ
ト溶接が可能なものであれば、何を採用してもよ
い。

第２図は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。なお、第１図に示す実施例に使用されている
部材と同じ部材については、同一の符号を付して
その説明を省略する。

この実施例は、レーザ照射手段１０ａがヤグレ
ーザ１１ａを発生するものである。

ダイクロツクミラー９０は、ヤグレーザを通過
させるが、赤外線センサ７０で検出する赤外線を
反射するものであり、ダイクロイツクミラー６０
は、ヤグレーザを反射させるが、可視光を通過さ
せるものである。

レーザ１１ａは、ダイクロイツクミラー９０を
通過し、ダイクロイツクミラー６０で反射し、加
工レンズ２２を介して、溶接点３１に集光する。
これによつて、溶接点３１において溶接が行なわ
れる。

この場合、溶接点３１からの光のうち、赤外線
が、ダイクロツクミラー６０で反射し、その後、
ダイクロイツクミラー９０で反射した赤外線が、
レンズ２４を介して、赤外線センサ７０で結像す
る。

一方、溶接点３１からの光のうち、可視光は、
ダイクロイツクミラー６０を通過し、レンズ２３
を介して、撮像素子４０に結像する。

第２図の実施例における撮像素子４０、赤外線
センサ７０の動作は、第１図の場合と同様であ
る。

また、第２図の実施例の点３１に、図示しない
光フアイバの一方の端面を配置し、この光フアイ
バを介して上記ヤグレーザ、温度測定用の赤外線
および撮像用の光を導いてもよい。この場合、上
記光フアイバの他方の端面側に、その光フアイバ
から出射した光を平行光にするレンズと、その平
行光を集光する集光レンズとを設ける。

このようにすると、加工点を自由に移動するこ
とができる。なお、上記光フアイバを使用する場
合、加工レンズ２２は集光レンズとなる。

なお、赤外線を反射し可視光が通過するダイク
ロイツクミラー６０，９０としては、河合光学株
式会社製のYAGレーザ用ミラーを使用してもよ
い。このYAGレーザ用ミラーは、誘電体多層膜
であつて吸収散乱が非常に少ない反射膜である。
なお、蒸着物質、膜厚を変えることによつて、
0.193μｍ〜15.5μｍの範囲で任意の波長で任意の
反射率0.1〜99.5のミラーを製作することが可能
である。

また、レーザの波長域以外の波長域を有する赤
外線に基づいて、溶接点の温度を測定する赤外線
センサ７０としては、光導電セルを使用してもよ
い。すなわち、近代科学社発行「赤外線工学」
（和田正信、中野朝安共訳）の第153〜154頁に記
載されているように、光導電セルの使用できる波
長域は1.5〜5.6μｍであり、レーザ１１としてヤ
グレーザを使用するとその波長域は1.06±0.1μｍ
であるので、光導電セルは、「レーザの波長域以
外の波長域を有する赤外線に基づいて、溶接点の
温度を測定する」ものである。勿論、ヤグレーザ
以外のレーザを使用すれば、その波長域は変わる
が、その場合には、その波長域とは異なる波長域
を使用できる赤外線センサ（近代科学社発行「赤
外線工学」に記載の赤外線センサ等）を使用すれ
ばよい。

［発明の効果］本発明によれば、溶接の良否を容易に判別する
ことができるとともに、その溶接良否の判別を、
溶接と同時に行なうことができるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す説明図であ
る。第２図は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。第３図は、従来のレーザ溶接機を示す説明図
である。第４図は、上記従来例におけるCRT等
の画面を示す図である。１０，１０ａ……レーザ照射手段、３１……溶
接点、４０……撮像素子、５０……一次ミラー、
６０……ダイクロイツクミラー、６１……光フア
イバ、７０……赤外線センサ、８０……判別手
段。

Claims

【特許請求の範囲】１溶接点にレーザを照射するレーザ照射手段
と；前記溶接点からの光のうち、赤外線を反射し可
視光が通過するダイクロイツクミラーと；前記溶接点からの光のうち、前記ダイクロイツ
クミラーを通過した可視光を受ける撮像手段と；前記ダイクロイツクミラーで反射した赤外線で
あつて、前記レーザの波長域以外の波長域を有す
る赤外線に基づいて、前記溶接点の温度を測定す
る赤外線センサと；を有することを特徴とするレーザ溶接機。２特許請求の範囲第１項において、前記ダイクロイツクミラーと前記赤外線センサ
との間に、光フアイバが設けられていることを特
徴とするレーザ溶接機。