JPH0666880U - レーザー溶接加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接欠陥が出ないように、溶接部にレーザー
ビームの焦点を結ばせると共に、溶接部の隙間を所定の
範囲に保持する。 【構成】 重ね合せ溶接部を上下方向から対向して挟持
する固定フランジ６と可動フランジ７を具備した治具を
レーザービーム照射ノズル１に上下方向位置を調節可能
に取付け、可動フランジ７に重ね合せ溶接部に所定の隙
間を形成した状態で固定する固定具８を設けた。治具を
照射ノズル１へ所望の溶接部位に焦点を結ばせるように
固定し、可動フランジ７を重ね合せ溶接部の隙間が所定
の範囲となるように調節して固定する。照射ノズル１か
らレーザービームを照射し、治具の固定フランジ６と可
動フランジ７が溶接部の隙間を設定した隙間に保ちなが
ら溶接して行く。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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。

【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。 実開昭６３−６２２９１号公報には、レーザービームを照射するノズルの先端 部に転動部材を設け、この転動部材によりノズルが加工面上を移動するレーザー ビーム切断加工装置が記載されている。 また、実開昭６０−７１４９０号公報には、Ｖ字状フランジを形成した２枚の パネルを互いに突合せ、レーザー装置に一対の支持腕を保持し、この支持腕に回 転自在に支持したローラーが、パネルのＶ字状フランジを互いに圧接しながらレ ーザービームと一体に溶接線に沿って転動するようにしたレーザー溶接装置が記 載されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

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。ま た、ワークを重ね合わせて溶接するときに、ワーク同士の隙間を少なくすること も、良好な溶接部を得るために重要な条件となる。 図４に示すように、上下パネル２１，２２のフランジ部を重ね合せ、レーザー ビーム１０をワークに照射して溶接を行う場合、パネルの加工精度及び重ね合せ の精度等により、図５に示すフランジ部の隙間ｄを一定に制御することが困難で ある。 例えば、亜鉛メッキ鋼板の場合、隙間ｄが０．５ｍｍを越えると、溶接部の溶 け込みが不充分となって良好な品質が得られない。

【０００４】 また、ワークの溶接部を完全に密着させて隙間を０とすると、亜鉛メッキ鋼板 溶接の場合、亜鉛からガスが発生し、これが穴又は巣の発生原因となり、欠陥の ない溶接ができなくなる。重ね合せ溶接の場合には、通常少なくとも０．０５〜 ０．０８ｍｍ以上の隙間を保つ必要がある。 したがって、ワークの溶接部には、ｄ＝０．０５〜０．５ｍｍの範囲の隙間を 形成する必要がある。

【０００５】 本考案は、上記の問題点を解決し、重ね合せレーザー溶接の場合、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と共に、溶接 部の隙間を所定の範囲に保持す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】

本考案は、重ね合せ溶接部を上下方向から対向して挟持する固定フランジと可 動フランジを具備した治具をレーザービーム照射ノズルに上下方向位置を調節可 能に取付け、前記可動フランジに重ね合せ溶接部に所定の隙間を形成した状態で 固定する固定具を設けたレーザー溶接加工装置である。

【０００７】

【作用】

治具をレーザービーム照射ノズルへ重ね合せ溶接部の所望の溶接部位に焦点を 結ばせるように固定し、可動フランジを重ね合せ溶接部の隙間が所定の範囲とな るように調節して固定する。 レーザービーム照射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、レーザービーム照射ノズルが所定の溶 接線に沿って移動すると、レーザービーム照射ノズルに取付けられた治具の固定 フランジと可動フランジが重ね合せ溶接部の隙間を設定した隙間に保ちながら溶 接して行く。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案の第１実施例を示すもので、図４の上下パネル２１，２２のフラ ンジ部を重ね合せ、レーザビーム１０をワークの破線で示す溶接線に沿って照射 して溶接を行う状態を示す。 レーザービーム照射ノズル１は内部に集束レンズを保持し、光ファイバー９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。このレーザービー ム照射ノズル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、このレーザービーム照射ノズル１には、上下パネル２１，２２の フランジ部の重ね合せ溶接部を挟持する治具を取付ける。この治具は、固定部４ 、アーム軸５、固定フランジ６をコ字状に形成し、固定部４をレーザービーム照 射ノズル１に固定ネジ４ａで上下位置を調節して取付け、アーム軸５に可動フラ ンジ７を摺動可能に嵌合し、固定フランジ６との間隔を調節して固定ネジ８を締 付け固定するようにしたものである。

【０００９】 図２は可動フランジ７の正面図と裏面図を示すもので、アーム軸５との嵌合穴 ７ａとレーザービームの通過穴７ｂを備え、上パネル２１のフランジに当接する 側にローラー７ｃを設けてある。固定フランジ６の下パネル２２のフランジに当 接する側にも可動フランジ７と同様にローラーを設ける。

【００１０】 次に、溶接作業に付いて説明する。 先ず治具の固定部４をレーザービーム照射ノズル１への装着し、固定フランジ ６上に保持する上下パネル２１，２２のフランジ部の重ね合せ溶接部の所望の溶 接部位に焦点を結ばせるように、治具の上下位置を調節して固定ネジ４ａを締付 け固定する。 図１の状態で固定ネジ８を弛め、可動フランジ７をアーム軸５に沿って上下さ せ、固定フランジ６との間隔を、上下パネル２１，２２のフランジ部の重ね合せ 溶接部の隙間が０．０５〜０．５ｍｍの範囲となるように調節し、固定ネジ８を 締付けて固定する。 レーザービーム照射ノズル１からレーザービームを照射すると、レーザービー ムが可動フランジ７の穴７ａを通って所定の焦点位置に集束してその部位を溶接 し、ロボットアーム３の移動に伴ってレーザービーム照射ノズル１が所定の溶接 線に沿って移動すると、レーザービーム照射ノズル１に取付けられた治具の固定 フランジ６と可動フランジ７が、上下パネル２１，２２のフランジ部の重ね合せ 溶接部の隙間を設定した範囲に保ちながら溶接して行く。この場合に、固定フラ ンジ６と可動フランジ７には、それぞれローラーが設置されているので治具は滑 らかに移動する。

【００１１】 図３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、図２に示した実施例は、レーザービーム照射ノズル１の走査経路をロボ ットアーム３の三次元方向の移動に沿って順次溶接を行うものであるが、溶接部 を挟持する治具がレーザービーム照射ノズル１に固定されるため、溶接部が平ら なときは適用可能であるが、溶接部の曲率がある程度以上となると、治具が動き 難くなってレーザービーム照射ノズル１の追従が困難となる。 この実施例は、溶接部を挟持する治具をレーザービーム照射ノズル１に対して 垂直方向（Ｚ方向）に可動に保持することにより、レーザービーム照射ノズル１ の走査経路をロボッで三次元方向に設定したときでも、レーザービーム照射ノズ ル１の追従を可能とするものである。 レーザービーム照射ノズル１に取付ける治具は、固定部１２、アーム軸１５、 固定フランジ１６をコ字状に形成し、アーム軸１５に第１実施例と同様な可動フ ランジ７を摺動可能に嵌合し、固定フランジ６との間隔を調節して固定ネジ８を 締付け固定する。この治具に軸１１を挿通してコイルバネ１３を介装し、軸１１ をロボットアーム３に固定する。その他の点は、第１実施例について説明したの と同様である。

【００１２】 第２実施例では、レーザービーム照射ノズル１がロボットアーム３に対して垂 直方向（Ｚ方向）に可動に保持され、残りの２方向（Ｘ，Ｙ方向）には拘束され るので、溶接部が曲率（図において上下方向）を有する場合でも、レーザービー ム照射ノズル１は、コイルバネ１３の伸縮によりロボットアーム３の三次元方向 の動きに追従することができる。

【００１３】 以上の実施例では、溶接部を挟持する固定フランジと可動フランジの当接面に ローラーを配設したものを示したが、硬球のような転動部材とすることも勿論可 能であり、可動フランジにレーザービームの通過穴を設ける代りに、側面から切 り欠きを形成してレーザービームを通すようにしても良い。

【００１４】

【考案の効果】

本考案は、レーザービーム照射ノズルに簡易な治具を装着することにより、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ると共に、重ね合せ溶接部 の隙間を所定の範囲に保持し、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の正面図。

【図２】可動フランジの正面図と裏面図。

【図３】本考案の第２実施例の正面図。

【図４】溶接品の斜視図。

【図５】溶接部の断面図。

【符号の説明】

１ レーザービーム照射ノズル ２ ホルダー
３ ロボットアーム ４ 固定部 ５ アーム軸 ６ 固定フランジ
７ 可動フランジ ８ 固定ネジ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 重ね合せ溶接部を上下方向から対向して
   挟持する固定フランジと可動フランジを具備した治具を
   レーザービーム照射ノズルに上下方向位置を調節可能に
   取付け、前記可動フランジに重ね合せ溶接部に所定の隙
   間を形成した状態で固定する固定具を設けたことを特徴
   とするレーザー溶接加工装置。