JPH06246469A - レーザー溶接加工装置 - Google Patents
レーザー溶接加工装置Info
- Publication number
- JPH06246469A JPH06246469A JP5061468A JP6146893A JPH06246469A JP H06246469 A JPH06246469 A JP H06246469A JP 5061468 A JP5061468 A JP 5061468A JP 6146893 A JP6146893 A JP 6146893A JP H06246469 A JPH06246469 A JP H06246469A
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- JP
- Japan
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- work
- welding
- laser beam
- laser
- nozzle
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- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワークの寸法精度に問題がある場合でも、溶
接欠陥が出ないように、ワークの溶接部にレーザービー
ムの焦点を結ばせる。 【構成】 レーザーノズル１の近傍にレーザービームの
焦点位置にワークを押圧案内する部材４，５を配設し、
該押圧案内部材に荷重センサー６を設置した。レーザー
ノズル１からレーザービーム９を照射すると、レーザー
ビームが焦点位置に集束してその部位を溶接し、レーザ
ーノズル１が所定の溶接線に沿って移動すると、押圧案
内部材４，５がワークＷを押圧してワークの変形を修正
し、レーザービームの焦点位置を所定の溶接部に保持し
て溶接して行く。押圧案内部材４の反力を荷重センサー
６が検知し、溶接線を修正して押圧案内部材の押圧力を
制御する。
接欠陥が出ないように、ワークの溶接部にレーザービー
ムの焦点を結ばせる。 【構成】 レーザーノズル１の近傍にレーザービームの
焦点位置にワークを押圧案内する部材４，５を配設し、
該押圧案内部材に荷重センサー６を設置した。レーザー
ノズル１からレーザービーム９を照射すると、レーザー
ビームが焦点位置に集束してその部位を溶接し、レーザ
ーノズル１が所定の溶接線に沿って移動すると、押圧案
内部材４，５がワークＷを押圧してワークの変形を修正
し、レーザービームの焦点位置を所定の溶接部に保持し
て溶接して行く。押圧案内部材４の反力を荷重センサー
６が検知し、溶接線を修正して押圧案内部材の押圧力を
制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームをワー
クに照射して溶接を行うレーザー溶接加工装置に関する
ものである。
クに照射して溶接を行うレーザー溶接加工装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザービームをワークに照射して切断
や溶接を行う技術が実用されるようになった。レーザー
溶接は、抵抗スポット溶接に比べてビームを照射するノ
ズルをワークに非接触とし、片面側から照射すれば良い
ので優位である。レーザー溶接は、一般的にロボットに
よるティーチング加工が多く用いられるが、ティーチン
グの巧拙により、得られる溶接品質のレベルは大きく変
わる。また、ティーチング作業も、実際は三次元形状の
パネル等の接合が主であるため、溶接加工時間を含めた
全作業時間に中で占めるティーチング作業時間の比率
は、現状では９５％以上であり、レーザー装置のハード
ウエアの開発と共に、ソフトウエアの開発も大きな課題
となっている。
や溶接を行う技術が実用されるようになった。レーザー
溶接は、抵抗スポット溶接に比べてビームを照射するノ
ズルをワークに非接触とし、片面側から照射すれば良い
ので優位である。レーザー溶接は、一般的にロボットに
よるティーチング加工が多く用いられるが、ティーチン
グの巧拙により、得られる溶接品質のレベルは大きく変
わる。また、ティーチング作業も、実際は三次元形状の
パネル等の接合が主であるため、溶接加工時間を含めた
全作業時間に中で占めるティーチング作業時間の比率
は、現状では９５％以上であり、レーザー装置のハード
ウエアの開発と共に、ソフトウエアの開発も大きな課題
となっている。
【０００３】レーザービームをワークに照射して溶接を
行う場合、ビームの焦点位置を常に溶接部の所定の部位
に保つことが、溶接部の品質を確保する上に重要であ
る。実開昭６１−７０７１０号公報には、レーザービー
ムを照射するノズルの近傍に投光手段と受光手段とを配
置し、対象ワークに光スポットを照射し、受光手段によ
り対象ワークの光スポット像を撮像して対象ワークまで
の距離を測定するレーザー加工用距離計が記載されてい
る。
行う場合、ビームの焦点位置を常に溶接部の所定の部位
に保つことが、溶接部の品質を確保する上に重要であ
る。実開昭６１−７０７１０号公報には、レーザービー
ムを照射するノズルの近傍に投光手段と受光手段とを配
置し、対象ワークに光スポットを照射し、受光手段によ
り対象ワークの光スポット像を撮像して対象ワークまで
の距離を測定するレーザー加工用距離計が記載されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】自動車のボディパネル
のロボットによるティーチング加工では、プレス成形を
経て車体組立ラインに持ち込まれて溶接されるが、被溶
接物である個々のパネルに、うねり、ゆがみ等が発生し
ており、ティーチング条件の設定が容易でない。図５に
示すように、ワークＷにうねりがあると、レーザーノズ
ル１からレーザービーム９をワークに照射して溶接を行
う場合、作業距離Ｌを一定に制御することが困難であ
り、レーザービームの焦点位置を所定の溶接部位に保持
できなくなる。
のロボットによるティーチング加工では、プレス成形を
経て車体組立ラインに持ち込まれて溶接されるが、被溶
接物である個々のパネルに、うねり、ゆがみ等が発生し
ており、ティーチング条件の設定が容易でない。図５に
示すように、ワークＷにうねりがあると、レーザーノズ
ル１からレーザービーム９をワークに照射して溶接を行
う場合、作業距離Ｌを一定に制御することが困難であ
り、レーザービームの焦点位置を所定の溶接部位に保持
できなくなる。
【０００５】本発明は、上記の問題点を解決し、ワーク
の寸法精度に問題がある場合でも、溶接欠陥が出ないよ
うに、ワークの溶接部にレーザービームの焦点を結ばせ
ることができるレーザー溶接加工装置を提供することを
目的とするものである。
の寸法精度に問題がある場合でも、溶接欠陥が出ないよ
うに、ワークの溶接部にレーザービームの焦点を結ばせ
ることができるレーザー溶接加工装置を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザービー
ム照射ノズルの近傍にレーザービームの焦点位置にワー
クを押圧案内する部材を配設し、該押圧案内部材に荷重
センサーを設置したレーザー溶接加工装置である。
ム照射ノズルの近傍にレーザービームの焦点位置にワー
クを押圧案内する部材を配設し、該押圧案内部材に荷重
センサーを設置したレーザー溶接加工装置である。
【０００７】
【作用】レーザーノズルからレーザービームを照射する
と、レーザービームが焦点位置に集束してその部位を溶
接し、レーザーノズルが所定の溶接線に沿って移動する
と、押圧案内部材がワークを押圧してワークの変形を修
正し、レーザービームの焦点位置を所定の溶接部に保持
して溶接して行く。押圧案内部材の反力を荷重センサー
が検知し、この値が所定値以上になったときには溶接を
停止し、溶接欠陥の発生を防止する。
と、レーザービームが焦点位置に集束してその部位を溶
接し、レーザーノズルが所定の溶接線に沿って移動する
と、押圧案内部材がワークを押圧してワークの変形を修
正し、レーザービームの焦点位置を所定の溶接部に保持
して溶接して行く。押圧案内部材の反力を荷重センサー
が検知し、この値が所定値以上になったときには溶接を
停止し、溶接欠陥の発生を防止する。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示すもので、紙
面に平行な溶接線に沿って溶接を行う状態を示す。レー
ザービームを照射するノズルは、内部に集束レンズを保
持し、光ファイバー８から伝送されたレーザービームを
所定の焦点距離で集束させる。このレーザーノズル１は
溶接装置のロボットアーム３にホルダー２を介して取付
けられている。一方、このレーザーノズル１の両測に
は、ホルダー２に取付けたガイドパネル４，４を配接
し、各ガイドパネル４の先端にはローラー５を保持させ
る。また、各ガイドパネル４には、荷重センサー６を取
付け、その検出値を信号線７でロボット制御盤に送る。
面に平行な溶接線に沿って溶接を行う状態を示す。レー
ザービームを照射するノズルは、内部に集束レンズを保
持し、光ファイバー８から伝送されたレーザービームを
所定の焦点距離で集束させる。このレーザーノズル１は
溶接装置のロボットアーム３にホルダー２を介して取付
けられている。一方、このレーザーノズル１の両測に
は、ホルダー２に取付けたガイドパネル４，４を配接
し、各ガイドパネル４の先端にはローラー５を保持させ
る。また、各ガイドパネル４には、荷重センサー６を取
付け、その検出値を信号線７でロボット制御盤に送る。
【０００９】次に、溶接作業に付いて説明する。図１の
状態でレーザーノズル１からレーザービームを照射する
と、レーザービーム９が所定の焦点位置に集束してワー
クＷの所定の部位を溶接し、ロボットアーム３の移動に
伴ってレーザーノズル１が所定の溶接線に沿って移動す
ると、ガイドパネル４の先端のローラー５がワークＷを
押付け、ワークＷのうねり等を修正しながら、レーザー
ノズル１の先端とワークＷの間隔を一定に保って溶接し
て行く。この場合に、ガイドパネル４の先端には、それ
ぞれローラー５が設置されているので滑らかに移動す
る。
状態でレーザーノズル１からレーザービームを照射する
と、レーザービーム９が所定の焦点位置に集束してワー
クＷの所定の部位を溶接し、ロボットアーム３の移動に
伴ってレーザーノズル１が所定の溶接線に沿って移動す
ると、ガイドパネル４の先端のローラー５がワークＷを
押付け、ワークＷのうねり等を修正しながら、レーザー
ノズル１の先端とワークＷの間隔を一定に保って溶接し
て行く。この場合に、ガイドパネル４の先端には、それ
ぞれローラー５が設置されているので滑らかに移動す
る。
【００１０】図２に第２の実施例を示し、図中、図１と
同一符号を付した部位は、同様な部品を示す。図１に示
した実施例は、レーザーノズル１の両側にガイドパネル
４を配設したもので、溶接部が平らなときは問題ない
が、溶接部の曲率がある程度以上となると、レーザーノ
ズル１が正確に焦点位置を保持してワークに追従するこ
とが困難となる。この実施例は、レーザーノズル１の片
側にガイドパネル１１を配設し、その先端に保持させる
ローラー５をレーザービーム９に接近して設けたので、
溶接部の曲率が大きくても、レーザーノズル１が正確に
焦点位置を保持してワークに追従することが可能とな
る。
同一符号を付した部位は、同様な部品を示す。図１に示
した実施例は、レーザーノズル１の両側にガイドパネル
４を配設したもので、溶接部が平らなときは問題ない
が、溶接部の曲率がある程度以上となると、レーザーノ
ズル１が正確に焦点位置を保持してワークに追従するこ
とが困難となる。この実施例は、レーザーノズル１の片
側にガイドパネル１１を配設し、その先端に保持させる
ローラー５をレーザービーム９に接近して設けたので、
溶接部の曲率が大きくても、レーザーノズル１が正確に
焦点位置を保持してワークに追従することが可能とな
る。
【００１１】図３，４に第３の実施例を示を示す。図３
はガイドホルダーを断面で示し、図４Ａはガイドホルダ
ーの斜視図、図４Ｂはガイドホルダーの底面図を拡大し
て示す。この実施例は、レーザーノズル１の外側に、図
４Ａに示す先端部に孔を設けた円錐形のガイドホルダー
２０を配設し、このガイドホルダー２０の取付孔２１に
ボルトを通してホルダー２に固定し、その先端に、図４
Ｂに示すローラー２４を保持するフランジ２３を取付
け、このフランジ２３には、レーザービーム９を通す孔
２２を設けたものである。この実施例も、ワークＷのう
ねり等を矯正しながら、ワークの溶接部の曲率が大きく
ても、レーザーノズル１が正確に焦点位置を保持してワ
ークに追従することが可能となる。
はガイドホルダーを断面で示し、図４Ａはガイドホルダ
ーの斜視図、図４Ｂはガイドホルダーの底面図を拡大し
て示す。この実施例は、レーザーノズル１の外側に、図
４Ａに示す先端部に孔を設けた円錐形のガイドホルダー
２０を配設し、このガイドホルダー２０の取付孔２１に
ボルトを通してホルダー２に固定し、その先端に、図４
Ｂに示すローラー２４を保持するフランジ２３を取付
け、このフランジ２３には、レーザービーム９を通す孔
２２を設けたものである。この実施例も、ワークＷのう
ねり等を矯正しながら、ワークの溶接部の曲率が大きく
ても、レーザーノズル１が正確に焦点位置を保持してワ
ークに追従することが可能となる。
【００１２】次に、ガイドパネル４に荷重センサー６を
取付けて溶接作業を行う場合のシステムを図６で説明す
る。ロボット制御盤に制御回路、演算回路を内蔵し、ワ
ークＷの溶接線に沿ってロボットアーム３の移動軌跡を
設定する。レーザー発振機を起動し、光ファイバー８を
介してレーザーノズル１からレーザービーム９をワーク
Ｗに照射して溶接を行う。ロボットアーム３の移動に伴
い、レーザーノズル１と一体的に取付けたガイドパネル
４がワークＷのうねりを矯正し、レーザービームの焦点
位置をワークの所定の溶接部に保持する。この際、ガイ
ドパネル４が受ける反力を荷重センサー６が検知し、こ
の信号を出力変換器を経てロボット制御盤に送る。
取付けて溶接作業を行う場合のシステムを図６で説明す
る。ロボット制御盤に制御回路、演算回路を内蔵し、ワ
ークＷの溶接線に沿ってロボットアーム３の移動軌跡を
設定する。レーザー発振機を起動し、光ファイバー８を
介してレーザーノズル１からレーザービーム９をワーク
Ｗに照射して溶接を行う。ロボットアーム３の移動に伴
い、レーザーノズル１と一体的に取付けたガイドパネル
４がワークＷのうねりを矯正し、レーザービームの焦点
位置をワークの所定の溶接部に保持する。この際、ガイ
ドパネル４が受ける反力を荷重センサー６が検知し、こ
の信号を出力変換器を経てロボット制御盤に送る。
【００１３】溶接作業のフローチャートを図７に示す。
ロボット制御盤で設定荷重Ｐ0 と荷重センサー６が検知
した実荷重Ｐとを比較し、＃１ステップで実荷重Ｐが設
定荷重Ｐ0以下であれば溶接を続行し、実荷重Ｐが設定
荷重Ｐ0を越えた場合には、ロボット制御盤でロボット
アーム３の移動軌跡の修正を行ってから溶接を再開す
る。＃２ステップで実荷重Ｐが設定荷重Ｐ0を越えた場
合には、ガイドパネル４によるワークの押圧力が過大と
なるので、ロボットアーム３の走行を停止すると共に、
レーザービームの照射を止める。適正荷重に復帰すれば
溶接加工を再開する。これにより溶接不良の発生が防止
できる。
ロボット制御盤で設定荷重Ｐ0 と荷重センサー６が検知
した実荷重Ｐとを比較し、＃１ステップで実荷重Ｐが設
定荷重Ｐ0以下であれば溶接を続行し、実荷重Ｐが設定
荷重Ｐ0を越えた場合には、ロボット制御盤でロボット
アーム３の移動軌跡の修正を行ってから溶接を再開す
る。＃２ステップで実荷重Ｐが設定荷重Ｐ0を越えた場
合には、ガイドパネル４によるワークの押圧力が過大と
なるので、ロボットアーム３の走行を停止すると共に、
レーザービームの照射を止める。適正荷重に復帰すれば
溶接加工を再開する。これにより溶接不良の発生が防止
できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、レーザービームの照射ノズル
の近傍にワークを押圧案内する部材を配設することによ
り、加工精度の悪いワークでもその形状を修正して所定
の溶接部位にレーザービームを集束することができ、溶
接欠陥の発生を防止して品質の良い溶接を行うことがで
きる。
の近傍にワークを押圧案内する部材を配設することによ
り、加工精度の悪いワークでもその形状を修正して所定
の溶接部位にレーザービームを集束することができ、溶
接欠陥の発生を防止して品質の良い溶接を行うことがで
きる。
【図１】本発明の第１実施例の正面図。
【図２】本発明の第２実施例の正面図。
【図３】本発明の第３実施例の正面図。
【図４】図３のガイドホルダーの斜視図と底面図。
【図５】溶接状態の説明図。
【図６】溶接装置のブロック図。
【図７】溶接作業のフローチャート。
１ レーザーノズル ２ ホルダー ３ ロボット
アーム ４ ガイドパネル ５ ローラー ６ 荷重セン
サー ８ 光ファイバー ９ レーザービーム
アーム ４ ガイドパネル ５ ローラー ６ 荷重セン
サー ８ 光ファイバー ９ レーザービーム
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザービーム照射ノズルの近傍にレー
ザービームの焦点位置にワークを押圧案内する部材を配
設し、該押圧案内部材に荷重センサーを設置したことを
特徴とするレーザー溶接加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5061468A JPH06246469A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | レーザー溶接加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5061468A JPH06246469A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | レーザー溶接加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06246469A true JPH06246469A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=13171917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5061468A Pending JPH06246469A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | レーザー溶接加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06246469A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008087012A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Tokyu Car Corp | レーザ照射装置 |
| WO2017047785A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 本田技研工業株式会社 | レーザー加工方法、及び、レーザー加工装置 |
| CN110899962A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-03-24 | 苏州德吉克激光设备有限公司 | 一种光纤激光切割器的智能调焦设备及其调焦方法 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP5061468A patent/JPH06246469A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008087012A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Tokyu Car Corp | レーザ照射装置 |
| WO2017047785A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 本田技研工業株式会社 | レーザー加工方法、及び、レーザー加工装置 |
| CN108025399A (zh) * | 2015-09-18 | 2018-05-11 | 本田技研工业株式会社 | 激光加工方法和激光加工装置 |
| JPWO2017047785A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2018-05-17 | 本田技研工業株式会社 | レーザー加工方法、及び、レーザー加工装置 |
| CN108025399B (zh) * | 2015-09-18 | 2020-02-07 | 本田技研工业株式会社 | 激光加工方法和激光加工装置 |
| JP2020116643A (ja) * | 2015-09-18 | 2020-08-06 | 本田技研工業株式会社 | レーザー加工方法、及び、レーザー加工装置 |
| US11173573B2 (en) | 2015-09-18 | 2021-11-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Laser processing method and laser processing device |
| CN110899962A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-03-24 | 苏州德吉克激光设备有限公司 | 一种光纤激光切割器的智能调焦设备及其调焦方法 |
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