JPH10202378A - 光ファイバ伝送によるレーザ溶接方法及び溶接装置 - Google Patents
光ファイバ伝送によるレーザ溶接方法及び溶接装置Info
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- JPH10202378A JPH10202378A JP9022101A JP2210197A JPH10202378A JP H10202378 A JPH10202378 A JP H10202378A JP 9022101 A JP9022101 A JP 9022101A JP 2210197 A JP2210197 A JP 2210197A JP H10202378 A JPH10202378 A JP H10202378A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバ伝送によるレーザ溶接において、
溶接部に異常が発生した際にも、これを検知してインタ
ロックを作動せしめ得るようにして、前記異常の発生時
にレーザ光の出射を遮断し、光ファイバ伝送系の発熱や
これによって引き起こされる二次的損傷の発生を防止す
る。 【解決手段】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を
光ファイバを通して被溶接物の表面に集光させて溶接を
行うにあたり、溶接部からの光を光検出手段により検出
して制御装置によりその強度をモニタし、該強度が正常
な強度範囲外にある時インタロック手段を作動させて前
記レーザ光を遮断する。
溶接部に異常が発生した際にも、これを検知してインタ
ロックを作動せしめ得るようにして、前記異常の発生時
にレーザ光の出射を遮断し、光ファイバ伝送系の発熱や
これによって引き起こされる二次的損傷の発生を防止す
る。 【解決手段】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を
光ファイバを通して被溶接物の表面に集光させて溶接を
行うにあたり、溶接部からの光を光検出手段により検出
して制御装置によりその強度をモニタし、該強度が正常
な強度範囲外にある時インタロック手段を作動させて前
記レーザ光を遮断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光を光ファイ
バを通して被溶接物の表面に集光させて溶接を行なう光
ファイバ伝送によるレーザ溶接方法及びその装置に関す
る。
バを通して被溶接物の表面に集光させて溶接を行なう光
ファイバ伝送によるレーザ溶接方法及びその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図５は、光ファイバ伝送によるレーザ溶
接装置の従来の１例を示す。図５において１０は被溶接
物、３はレーザビーム６を発信するレーザ発振器、１は
光ファイバ、８は入射光学系、９は出射光学系、１１は
溶融池である。かかる光ファイバ伝送によるレーザ溶接
の伝送光学系に適用されるインタロックシステムは、前
記光ファイバ１の周囲に光ファイバ１の断線を検出する
断線検出回路２を設けるとともに、前記レーザ発振器３
にシャッタインタロック４、安全シャッタ５、ビームダ
ンパ７等に付設して構成されている。
接装置の従来の１例を示す。図５において１０は被溶接
物、３はレーザビーム６を発信するレーザ発振器、１は
光ファイバ、８は入射光学系、９は出射光学系、１１は
溶融池である。かかる光ファイバ伝送によるレーザ溶接
の伝送光学系に適用されるインタロックシステムは、前
記光ファイバ１の周囲に光ファイバ１の断線を検出する
断線検出回路２を設けるとともに、前記レーザ発振器３
にシャッタインタロック４、安全シャッタ５、ビームダ
ンパ７等に付設して構成されている。
【０００３】かかる光ファイバによる伝送光学系におい
て、光ファイバ１が破損あるいは断線した時には、断線
検出回路２が溶断され、この溶断を検知してシャッタイ
ンタロック４が作動して安全シャッタ５を図５の破線の
ように閉じ、レーザビーム６をビームダンパ７に落すよ
うになっている。
て、光ファイバ１が破損あるいは断線した時には、断線
検出回路２が溶断され、この溶断を検知してシャッタイ
ンタロック４が作動して安全シャッタ５を図５の破線の
ように閉じ、レーザビーム６をビームダンパ７に落すよ
うになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図５に示すような従来
技術に係る光ファイバによる伝送光学系のインタロック
システムにおいては、断線検出回路２が光ファイバ１の
周囲にのみ設けられているため、該光ファイバ１の出射
端に取り付ける出射光学系及び溶接状態の異常に関して
はインタロックは全く作動しない。このため、前記出射
光学系や溶接状態に異常が生じた時には、直ちに安全シ
ャッタ５を閉じることが出来ずレーザビームを出射し続
けるという問題点がある。また、溶接に用いられるハイ
パワーレーザの伝送光学系に異常が生じた場合は、その
異常箇所でレーザビーム６を吸収し瞬時に発熱して、火
災又はレーザ光による人体への障害を生起する危険があ
り、また、僅かな時間で光学部品の二次的損傷を引き起
こすという問題点も抱えている。
技術に係る光ファイバによる伝送光学系のインタロック
システムにおいては、断線検出回路２が光ファイバ１の
周囲にのみ設けられているため、該光ファイバ１の出射
端に取り付ける出射光学系及び溶接状態の異常に関して
はインタロックは全く作動しない。このため、前記出射
光学系や溶接状態に異常が生じた時には、直ちに安全シ
ャッタ５を閉じることが出来ずレーザビームを出射し続
けるという問題点がある。また、溶接に用いられるハイ
パワーレーザの伝送光学系に異常が生じた場合は、その
異常箇所でレーザビーム６を吸収し瞬時に発熱して、火
災又はレーザ光による人体への障害を生起する危険があ
り、また、僅かな時間で光学部品の二次的損傷を引き起
こすという問題点も抱えている。
【０００５】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、溶
接部に異常が発生した際にも、これを検知してインタロ
ックを作動せしめ得るようにして、前記異常の発生時に
レーザ光の出射を遮断し、光ファイバ伝送系の発熱やこ
れによって引き起こされる二次的損傷の発生を防止する
ことを目的とする。
接部に異常が発生した際にも、これを検知してインタロ
ックを作動せしめ得るようにして、前記異常の発生時に
レーザ光の出射を遮断し、光ファイバ伝送系の発熱やこ
れによって引き起こされる二次的損傷の発生を防止する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、その第１発明としてレーザ発振器から出
射されたレーザ光を光ファイバを通して被溶接物の表面
に集光させて溶接を行うにあたり、溶接部からの光を検
出してその強度をモニタし、該強度が正常な強度範囲外
にある時インタロックを作動させて前記レーザ光を遮断
することを特徴とする光ファイバ伝送によるレーザ溶接
方法を提案する。
決するために、その第１発明としてレーザ発振器から出
射されたレーザ光を光ファイバを通して被溶接物の表面
に集光させて溶接を行うにあたり、溶接部からの光を検
出してその強度をモニタし、該強度が正常な強度範囲外
にある時インタロックを作動させて前記レーザ光を遮断
することを特徴とする光ファイバ伝送によるレーザ溶接
方法を提案する。
【０００７】また本発明は、上記レーザ溶接方法を実施
する装置として、レーザ発振器から出射されたレーザ光
を光ファイバを通して被溶接物の表面に集光させて溶接
を行うレーザ溶接装置において、溶接部からの光を検出
する光検出手段と、該検出された光の強度を測定する測
定手段と、測定された光の強度をモニタし、該強度が正
常な光強度の範囲外にある時インタロック信号を発信す
る制御手段と、前記正常な光強度の範囲外にある時のイ
ンタロック信号が入力された時前記レーザ光の光ファイ
バへの伝送を遮断するインタロック手段とを備えたこと
を特徴とする光ファイバ伝送によるレーザ溶接装置を提
案する。
する装置として、レーザ発振器から出射されたレーザ光
を光ファイバを通して被溶接物の表面に集光させて溶接
を行うレーザ溶接装置において、溶接部からの光を検出
する光検出手段と、該検出された光の強度を測定する測
定手段と、測定された光の強度をモニタし、該強度が正
常な光強度の範囲外にある時インタロック信号を発信す
る制御手段と、前記正常な光強度の範囲外にある時のイ
ンタロック信号が入力された時前記レーザ光の光ファイ
バへの伝送を遮断するインタロック手段とを備えたこと
を特徴とする光ファイバ伝送によるレーザ溶接装置を提
案する。
【０００８】かかる第１発明によれば、光検出手段によ
って検出された溶接部からの光はフォトダイオード等の
光強度測定手段によってその強度を測定して制御部に入
力される。制御部においては、入力された強度をモニタ
して、これが正常な光強度の範囲内にあるか否かを判定
し、正常な強度範囲外にある時、即ち溶接部から検出さ
れた光の強度を、正常な溶接が行われている場合の光強
度と比較して、これが正常な溶接に対応する範囲から外
れた強度であった時は、伝送用光学系に異常があったと
判断し、インタロック信号をインタロック手段に出力す
る。インタロック手段においては前記インタロック信号
を受けてレーザ光を遮断する安全シャッタ等の遮断手段
を作動させて光ファイバ伝送系へのレーザ光の伝送を遮
断する。
って検出された溶接部からの光はフォトダイオード等の
光強度測定手段によってその強度を測定して制御部に入
力される。制御部においては、入力された強度をモニタ
して、これが正常な光強度の範囲内にあるか否かを判定
し、正常な強度範囲外にある時、即ち溶接部から検出さ
れた光の強度を、正常な溶接が行われている場合の光強
度と比較して、これが正常な溶接に対応する範囲から外
れた強度であった時は、伝送用光学系に異常があったと
判断し、インタロック信号をインタロック手段に出力す
る。インタロック手段においては前記インタロック信号
を受けてレーザ光を遮断する安全シャッタ等の遮断手段
を作動させて光ファイバ伝送系へのレーザ光の伝送を遮
断する。
【０００９】これにより、溶接部における溶接状態の異
常があった際にも、これを検知してインタロック手段に
より安全シャッタ等の遮断装置を作動させレーザ光を遮
断するのでレーザ光の異常出射による発熱やこれによっ
て引き起される光学部品の損傷、人体への障害等の発生
を防止することができる。
常があった際にも、これを検知してインタロック手段に
より安全シャッタ等の遮断装置を作動させレーザ光を遮
断するのでレーザ光の異常出射による発熱やこれによっ
て引き起される光学部品の損傷、人体への障害等の発生
を防止することができる。
【００１０】また、本発明の第２発明として、レーザ発
振器から出射されたレーザ光を光ファイバを通して被溶
接物の表面に集光させて溶接を行うにあたり、溶接部か
ら反射される光を前記入射用の光ファイバを通して検出
してその強度をモニタし、該強度が正常な強度範囲外に
ある時インタロックを作動させて前記レーザ光を遮断す
ることを特徴とする光ファイバ伝送によるレーザ溶接方
法を提案する。
振器から出射されたレーザ光を光ファイバを通して被溶
接物の表面に集光させて溶接を行うにあたり、溶接部か
ら反射される光を前記入射用の光ファイバを通して検出
してその強度をモニタし、該強度が正常な強度範囲外に
ある時インタロックを作動させて前記レーザ光を遮断す
ることを特徴とする光ファイバ伝送によるレーザ溶接方
法を提案する。
【００１１】そしてかかる第２発明を実施する手段とし
て、前記光検出手段が、溶接部からの光を前記入射用の
光ファイバを通して検出するように構成する。
て、前記光検出手段が、溶接部からの光を前記入射用の
光ファイバを通して検出するように構成する。
【００１２】かかる第２発明によれば、溶接部からの光
を入射用（レーザ光伝送用）の光ファイバを通して検出
するため、溶接部からの光を検出するための検出用光学
系及び検出用光ファイバ等を溶接ヘッドの周辺に設ける
ことを要しないので、溶接ヘッドの小型化が実現できる
とともに、溶接装置の部品点数も低減される。
を入射用（レーザ光伝送用）の光ファイバを通して検出
するため、溶接部からの光を検出するための検出用光学
系及び検出用光ファイバ等を溶接ヘッドの周辺に設ける
ことを要しないので、溶接ヘッドの小型化が実現できる
とともに、溶接装置の部品点数も低減される。
【００１３】さらに、好ましくは前記第１発明の装置に
加えて、前記光ファイバの断線、破損等の故障を検出す
る故障検出手段を設け、前記インタロック手段が、前記
正常な光強度の範囲外にある時のインタロック信号、あ
るいは前記故障検出手段からの故障の検出信号の何れか
一方または双方を検知した時、前記レーザ光を遮断する
ように構成する。
加えて、前記光ファイバの断線、破損等の故障を検出す
る故障検出手段を設け、前記インタロック手段が、前記
正常な光強度の範囲外にある時のインタロック信号、あ
るいは前記故障検出手段からの故障の検出信号の何れか
一方または双方を検知した時、前記レーザ光を遮断する
ように構成する。
【００１４】かかる発明によれば前記のような溶接部の
異常と光ファイバの破損・断線等の異常の双方を併せ検
知して、インタロック手段を作動せしめるので、溶接装
置の異常の検知範囲が拡大される。
異常と光ファイバの破損・断線等の異常の双方を併せ検
知して、インタロック手段を作動せしめるので、溶接装
置の異常の検知範囲が拡大される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
【００１６】図１は本発明の第１実施形態に係る光ファ
イバによる伝送光学系のインタロックシステムを示す構
成図（系統図）である。図１において、１０は被溶接
物、３はレーザビーム６を発信するレーザ発振器、１は
光ファイバ、２は該光ファイバ１の周囲に設けられて該
光ファイバ１の破損あるいは断線を検出する断線検出回
路、４はシャッタインタロック、５は安全シャッタ、７
はビームダンパ、８は入射光学系である。
イバによる伝送光学系のインタロックシステムを示す構
成図（系統図）である。図１において、１０は被溶接
物、３はレーザビーム６を発信するレーザ発振器、１は
光ファイバ、２は該光ファイバ１の周囲に設けられて該
光ファイバ１の破損あるいは断線を検出する断線検出回
路、４はシャッタインタロック、５は安全シャッタ、７
はビームダンパ、８は入射光学系である。
【００１７】前記シャッタインタロック４が作動してい
る時（開いている時）には、安全シャッタ５が図１の破
線のように閉じており、レーザビーム６はビームダンパ
７に落されるようになっている。また、前記安全シャッ
タ５が開いている時（図１の実線位置）は、レーザビー
ム６は前記入射光学系８によって集光されて光ファイバ
１に入り、その出口１ａから後述する出射光学系９に向
けて出射されるようになっている。
る時（開いている時）には、安全シャッタ５が図１の破
線のように閉じており、レーザビーム６はビームダンパ
７に落されるようになっている。また、前記安全シャッ
タ５が開いている時（図１の実線位置）は、レーザビー
ム６は前記入射光学系８によって集光されて光ファイバ
１に入り、その出口１ａから後述する出射光学系９に向
けて出射されるようになっている。
【００１８】９は加工用の出射光学系であり、前記光フ
ァイバ１から出射されるレーザビーム６を前記被溶接物
１０上に集光させるものである。これにより、被溶接物
１０の表面に溶融池１１が形成され、レーザ溶接が行わ
れ、プラズマ等の溶接部からの光１２が発生する。１３
は検出用光学系、１４は検出用光ファイバ、１５は干渉
フィルタ、１６はモニタ用光学系、１７はフォトダイオ
ード、１８は増幅器、１９は制御部である。
ァイバ１から出射されるレーザビーム６を前記被溶接物
１０上に集光させるものである。これにより、被溶接物
１０の表面に溶融池１１が形成され、レーザ溶接が行わ
れ、プラズマ等の溶接部からの光１２が発生する。１３
は検出用光学系、１４は検出用光ファイバ、１５は干渉
フィルタ、１６はモニタ用光学系、１７はフォトダイオ
ード、１８は増幅器、１９は制御部である。
【００１９】かかる構成による光ファイバによる伝送光
学系において、レーザ発振器３から発信されたレーザビ
ーム６は、常時は開となっている安全シャッタ５を通
り、入射光学系８にて集光されて光ファイバ１を通った
後、出射光学系９にて集光され、被溶接物１０上の溶接
部に照射される。これによりレーザ溶接がなされる。
学系において、レーザ発振器３から発信されたレーザビ
ーム６は、常時は開となっている安全シャッタ５を通
り、入射光学系８にて集光されて光ファイバ１を通った
後、出射光学系９にて集光され、被溶接物１０上の溶接
部に照射される。これによりレーザ溶接がなされる。
【００２０】前記被溶接物１０上のレーザビーム溶接部
からの反射光、プラズマ等の光１２は前記検出用光学系
１３にて集光され、前記検出用光ファイバ１４に入る。
該検出用光ファイバ１４の出口から出射された光１２は
干渉フィルタ１５を経てモニタ用光学系１６にて集光さ
れ、フォトダイオード１７でその強度が測定される。前
記フォトダイオード１７の出力は増幅器１８にて増幅さ
れて制御部１９に入力される。
からの反射光、プラズマ等の光１２は前記検出用光学系
１３にて集光され、前記検出用光ファイバ１４に入る。
該検出用光ファイバ１４の出口から出射された光１２は
干渉フィルタ１５を経てモニタ用光学系１６にて集光さ
れ、フォトダイオード１７でその強度が測定される。前
記フォトダイオード１７の出力は増幅器１８にて増幅さ
れて制御部１９に入力される。
【００２１】該制御部１９においては、前記溶接部から
の光１２の強度をモニタし、正常な溶接の発光強度範囲
の時にＯＮ、この範囲外の値が検出された時にＯＦＦと
なるインタロック信号２０を前記シャッタインタロック
４に出力する。該シャッタインタロック４においては、
前記インタロック信号２０と前記断線検出回路２の出力
とを電気的に直列に接続し、何れか一方もしくは双方が
ＯＦＦとなった時に前記安全シャッタ５を閉じるように
操作する。
の光１２の強度をモニタし、正常な溶接の発光強度範囲
の時にＯＮ、この範囲外の値が検出された時にＯＦＦと
なるインタロック信号２０を前記シャッタインタロック
４に出力する。該シャッタインタロック４においては、
前記インタロック信号２０と前記断線検出回路２の出力
とを電気的に直列に接続し、何れか一方もしくは双方が
ＯＦＦとなった時に前記安全シャッタ５を閉じるように
操作する。
【００２２】即ち、前記シャッタインタロック４は、溶
接部における溶接が正常になされず、溶接光１２が正常
範囲外となった時のインタロック信号２０のＯＦＦ信
号、光ファイバ１の破損、断線等の発生があった時のＯ
ＦＦ信号の何れかあるいは双方が入力された時安全シャ
ッタ５を閉じてレーザビーム６をビームダンパ７へと落
す。
接部における溶接が正常になされず、溶接光１２が正常
範囲外となった時のインタロック信号２０のＯＦＦ信
号、光ファイバ１の破損、断線等の発生があった時のＯ
ＦＦ信号の何れかあるいは双方が入力された時安全シャ
ッタ５を閉じてレーザビーム６をビームダンパ７へと落
す。
【００２３】
［実施例１］図１に示す本発明の第１実施形態に係るイ
ンタロックシステムの実験例を以下に示す。（図３〜４
参照）。
ンタロックシステムの実験例を以下に示す。（図３〜４
参照）。
【００２４】 ・レーザ：Ｎｄ3+ＹＡＧ（波長１．０６μｍ） ・レーザビーム出力：平均出力２ｋＷ、ピーク出力５ｋ
Ｗ、矩形変調１００Ｈｚ ・レーザビームスポット径：０．５ｍｍ ・溶接の供試材：炭素鋼板 ・シールドガス：Ｎ2 ・溶接速度：２０〜４０ｃｍ／ｍｉｎ ・干渉フィルタ（１５）：中心値９００ｎｍ、半値幅２
５ｎｍ、透過率８０％ ・フォトダイオード（１７）：Ｓｉフォトダイオード
Ｗ、矩形変調１００Ｈｚ ・レーザビームスポット径：０．５ｍｍ ・溶接の供試材：炭素鋼板 ・シールドガス：Ｎ2 ・溶接速度：２０〜４０ｃｍ／ｍｉｎ ・干渉フィルタ（１５）：中心値９００ｎｍ、半値幅２
５ｎｍ、透過率８０％ ・フォトダイオード（１７）：Ｓｉフォトダイオード
【００２５】図３にレーザ出力と溶接部からの光の相対
強度の一例を示す。本実施例では図中ａ，ｃのようにレ
ーザビーム６が出射されている時の光の強度をモニタ
し、伝送光学系が損傷した場合を想定して光の強度即ち
相対強度がしきい値ｄより下がった時に異常が発生した
と判断した。図４は、溶接中任意に溶接部からの光の強
度を低下させた時のシャッタインタロックの動作の一例
を示す。図３，４において、溶接開始後に光の強度をモ
ニタし、光の強度が下がるとシャッタインタロック４が
動作し安全シャッタ５が閉じられる。
強度の一例を示す。本実施例では図中ａ，ｃのようにレ
ーザビーム６が出射されている時の光の強度をモニタ
し、伝送光学系が損傷した場合を想定して光の強度即ち
相対強度がしきい値ｄより下がった時に異常が発生した
と判断した。図４は、溶接中任意に溶接部からの光の強
度を低下させた時のシャッタインタロックの動作の一例
を示す。図３，４において、溶接開始後に光の強度をモ
ニタし、光の強度が下がるとシャッタインタロック４が
動作し安全シャッタ５が閉じられる。
【００２６】図２は、本発明の第２実施形態に係る光フ
ァイバによる伝送光学系のインタロックシステムを示
す。この実施形態においては、入射光学系８と光ファイ
バ１の入口との間の光伝送路に検出用ミラー２１を設
け、光ファイバ１内を通ってくる溶接部からの光を該ミ
ラー２１で反射させ、干渉フィルタ１５に入力するよう
に構成されている。
ァイバによる伝送光学系のインタロックシステムを示
す。この実施形態においては、入射光学系８と光ファイ
バ１の入口との間の光伝送路に検出用ミラー２１を設
け、光ファイバ１内を通ってくる溶接部からの光を該ミ
ラー２１で反射させ、干渉フィルタ１５に入力するよう
に構成されている。
【００２７】即ち、図２において２１はレーザ発振器３
から発信されたレーザビーム６の通路の入射光学系８と
光ファイバ１の入口との間に設けられた検出用ミラーで
あり、前記レーザビーム６は、安全シャッタ６が開いて
いる時入射光学系８により集光され検出用ミラー２１を
通過して伝送用の光ファイバ１に入る。そして該レーザ
ビーム６は出射光学系９で被溶接物１０上に集光せしめ
られて溶融池１１を形成し、レーザ溶接が行われる。こ
の時溶接部からはレーザビーム６による反射光、プラズ
マ等の光が発生する。これらの溶接部からの光１２は出
射光学系９により集光され伝送用の光ファイバ１に入射
時と反対方向から入り、検出用ミラー２１により反射さ
れ、干渉フィルタ１５を介してモニタ用光学系１６によ
って集光されフォトダイオード１７に入り、該フォトダ
イオード１７によりその強度をモニタされる。該フォト
ダイオード１７の出力は増幅器１８にて増幅され制御部
１９に入力される。
から発信されたレーザビーム６の通路の入射光学系８と
光ファイバ１の入口との間に設けられた検出用ミラーで
あり、前記レーザビーム６は、安全シャッタ６が開いて
いる時入射光学系８により集光され検出用ミラー２１を
通過して伝送用の光ファイバ１に入る。そして該レーザ
ビーム６は出射光学系９で被溶接物１０上に集光せしめ
られて溶融池１１を形成し、レーザ溶接が行われる。こ
の時溶接部からはレーザビーム６による反射光、プラズ
マ等の光が発生する。これらの溶接部からの光１２は出
射光学系９により集光され伝送用の光ファイバ１に入射
時と反対方向から入り、検出用ミラー２１により反射さ
れ、干渉フィルタ１５を介してモニタ用光学系１６によ
って集光されフォトダイオード１７に入り、該フォトダ
イオード１７によりその強度をモニタされる。該フォト
ダイオード１７の出力は増幅器１８にて増幅され制御部
１９に入力される。
【００２８】該制御部１９においては、前記溶接部から
の光１２の強度をモニタし、正常な溶接の発光強度範囲
の時にＯＮ、この範囲外の値が検出された時にＯＦＦと
なるインタロック信号２０を前記シャッタインタロック
４に出力する。該シャッタインタロック４においては、
前記インタロック信号２０と前記断線検出回路２の出力
とを電気的に直列に接続し、何れか一方もしくは双方が
ＯＦＦとなった時に前記安全シャッタ５を閉じるように
操作する。
の光１２の強度をモニタし、正常な溶接の発光強度範囲
の時にＯＮ、この範囲外の値が検出された時にＯＦＦと
なるインタロック信号２０を前記シャッタインタロック
４に出力する。該シャッタインタロック４においては、
前記インタロック信号２０と前記断線検出回路２の出力
とを電気的に直列に接続し、何れか一方もしくは双方が
ＯＦＦとなった時に前記安全シャッタ５を閉じるように
操作する。
【００２９】その他の構成、作用は図１に示す第１実施
形態と同一であり、これと同一の部材、要素は同一の符
号にて示す。
形態と同一であり、これと同一の部材、要素は同一の符
号にて示す。
【００３０】この実施形態においては、溶接部からの反
射される光１２を入射用（レーザ光伝送用）の光ファイ
バ１を通して検出するので、前記第１実施形態のよう
な、溶接部からの光を検出するための光学系（検出用光
学系１３、検出用光ファイバ１４等）を溶接ヘッド周辺
に設けることを要しないので、溶接ヘッドの小型化が図
れるとともに、溶接装置の部品点数も低減される。
射される光１２を入射用（レーザ光伝送用）の光ファイ
バ１を通して検出するので、前記第１実施形態のよう
な、溶接部からの光を検出するための光学系（検出用光
学系１３、検出用光ファイバ１４等）を溶接ヘッド周辺
に設けることを要しないので、溶接ヘッドの小型化が図
れるとともに、溶接装置の部品点数も低減される。
【００３１】［実施例２］図２に示す本発明の第２実施
形態に係るインタロックシステムの実験例を以下に示す
（図３〜４参照）。
形態に係るインタロックシステムの実験例を以下に示す
（図３〜４参照）。
【００３２】 ・レーザ：Ｎｄ3+ＹＡＧ（波長１．０６μｍ） ・レーザビーム出力：平均出力２ｋＷ、ピーク出力５ｋ
Ｗ、矩形変調１００Ｈｚ ・レーザビームスポット径：０．５ｍｍ ・溶接の供試材：炭素鋼板 ・シールドガス：Ｎ2 ・溶接速度：２０〜４０ｃｍ／ｍｉｎ ・検出用ミラー（２１）：石英板 ・干渉フィルタ（１５）：中心値９００ｎｍ、半値幅２
５ｎｍ、透過率８０％ ・フォトダイオード（１７）：Ｓｉフォトダイオード
Ｗ、矩形変調１００Ｈｚ ・レーザビームスポット径：０．５ｍｍ ・溶接の供試材：炭素鋼板 ・シールドガス：Ｎ2 ・溶接速度：２０〜４０ｃｍ／ｍｉｎ ・検出用ミラー（２１）：石英板 ・干渉フィルタ（１５）：中心値９００ｎｍ、半値幅２
５ｎｍ、透過率８０％ ・フォトダイオード（１７）：Ｓｉフォトダイオード
【００３３】図３にレーザ出力と溶接部からの光の相対
強度の一例を示す。本実施例では前記第１実施例と同様
に、図中ａ，ｃのようにレーザビーム６が出射されてい
る時の光の強度をモニタし、伝送光学系が損傷した場合
を想定して光の強度即ち相対強度がしきい値ｄより下が
った時に異常が発生したと判断した。図４は、溶接中任
意に溶接部からの光の強度を低下させた時のシャッタイ
ンタロックの動作の一例を示す。図３，４において、溶
接開始後に光の強度をモニタし、光の強度が下がるとシ
ャッタインタロック４が動作し安全シャッタ５が閉じら
れる。
強度の一例を示す。本実施例では前記第１実施例と同様
に、図中ａ，ｃのようにレーザビーム６が出射されてい
る時の光の強度をモニタし、伝送光学系が損傷した場合
を想定して光の強度即ち相対強度がしきい値ｄより下が
った時に異常が発生したと判断した。図４は、溶接中任
意に溶接部からの光の強度を低下させた時のシャッタイ
ンタロックの動作の一例を示す。図３，４において、溶
接開始後に光の強度をモニタし、光の強度が下がるとシ
ャッタインタロック４が動作し安全シャッタ５が閉じら
れる。
【００３４】
【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば、溶
接部からの光の強度をモニタすることにより、溶接部の
異常を検知して、インタロック手段を作動させて、安全
シャッタ等の遮断手段によりレーザ光の出射を遮断する
ことができる。これにより、溶接部の異常発生時に、レ
ーザ光の出射による発熱やこれによって引き起される光
学部品の損傷、人体への障害等の発生を防止することが
できる。
接部からの光の強度をモニタすることにより、溶接部の
異常を検知して、インタロック手段を作動させて、安全
シャッタ等の遮断手段によりレーザ光の出射を遮断する
ことができる。これにより、溶接部の異常発生時に、レ
ーザ光の出射による発熱やこれによって引き起される光
学部品の損傷、人体への障害等の発生を防止することが
できる。
【００３５】また、請求項４，５の発明によれば、溶接
部からの光を入射用光ファイバを通して検出するので、
上記光を検出するための格別の装置を溶接ヘッドの周辺
に設けることを要さず、溶接ヘッドの小型化を実現する
ことができるとともに、溶接装置の部品点数が低減され
低コストとなる。
部からの光を入射用光ファイバを通して検出するので、
上記光を検出するための格別の装置を溶接ヘッドの周辺
に設けることを要さず、溶接ヘッドの小型化を実現する
ことができるとともに、溶接装置の部品点数が低減され
低コストとなる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ファイバによる
伝送光学系のインタロックシステムを示す構成図であ
る。
伝送光学系のインタロックシステムを示す構成図であ
る。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図１に応当する図
である。
である。
【図３】本発明の実施例における作用説明図（その１）
である。
である。
【図４】本発明の実施例における作用説明図（その２）
である。
である。
【図５】従来の光ファイバによる伝送光学系のインタロ
ックシステムを示す構成図である。
ックシステムを示す構成図である。
１ 光ファイバ ２ 断線検出回路 ３ レーザ発振器 ４ シャッタインタロック ５ 安全シャッタ ７ ビームダンパ ８ 入射光学系 ９ 出射光学系 １０ 被溶接物 １３ 検出用光学系 １４ 検出用光ファイバ １５ 干渉フィルタ １６ モニタ用光学系 １７ フォトダイオード １９ 制御部 ２１ 検出用ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上戸 好美 長崎市深堀町五丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を
光ファイバを通して被溶接物の表面に集光させて溶接を
行うにあたり、 溶接部からの光を検出してその強度をモニタし、該強度
が正常な強度範囲外にある時、インタロックを作動させ
て前記レーザ光を遮断することを特徴とする光ファイバ
伝送によるレーザ溶接方法。 - 【請求項２】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を
光ファイバを通して被溶接物の表面に集光させて溶接を
行うレーザ溶接装置において、 溶接部からの光を検出する光検出手段と、 該検出された光の強度を測定する測定手段と、 測定された光の強度をモニタし、該強度が正常な光強度
の範囲外にある時インタロック信号を発信する制御手段
と、 前記正常な光強度の範囲外にある時のインタロック信号
が入力された時、前記レーザ光の光ファイバへの伝送を
遮断するインタロック手段とを備えたことを特徴とする
光ファイバ伝送によるレーザ溶接装置。 - 【請求項３】 前記光ファイバの断線・破損等の故障を
検出する故障検出手段を備え、 前記インタロック手段が、前記正常な光強度の範囲外に
ある時のインタロック信号、あるいは前記故障検出手段
からの故障の検出信号の何れか一方または双方を検知し
た時、前記レーザ光を遮断するように構成されてなる請
求項２記載の光ファイバ伝送によるレーザ溶接装置。 - 【請求項４】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を
光ファイバを通して被溶接物の表面に集光させて溶接を
行うにあたり、 溶接部から反射される光を前記入射用の光ファイバを通
して検出してその強度をモニタし、該強度が正常な強度
範囲外にある時インタロックを作動させて前記レーザ光
を遮断することを特徴とする光ファイバ伝送によるレー
ザ溶接方法。 - 【請求項５】 前記光検出手段が、溶接部からの光を前
記入射用の光ファイバを通して検出するように構成され
た請求項２あるいは３に記載の光ファイバ伝送によるレ
ーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9022101A JPH10202378A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 光ファイバ伝送によるレーザ溶接方法及び溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9022101A JPH10202378A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 光ファイバ伝送によるレーザ溶接方法及び溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202378A true JPH10202378A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=12073503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9022101A Withdrawn JPH10202378A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 光ファイバ伝送によるレーザ溶接方法及び溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10202378A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007108182A1 (ja) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Tokyu Car Corporation | レーザ溶接部形成方法 |
| JP2009160658A (ja) * | 2009-04-06 | 2009-07-23 | Toshiba Corp | レーザー照射装置 |
| JP2010029917A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Pulstec Industrial Co Ltd | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
| JP2012024782A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | 固体レーザ加工装置 |
| JP2012024772A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
| JP2012024774A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
| JP2012148317A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Keyence Corp | レーザー加工装置 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP9022101A patent/JPH10202378A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007108182A1 (ja) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Tokyu Car Corporation | レーザ溶接部形成方法 |
| JP2007253197A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Tokyu Car Corp | レーザ溶接方法 |
| JP2010029917A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Pulstec Industrial Co Ltd | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
| JP2009160658A (ja) * | 2009-04-06 | 2009-07-23 | Toshiba Corp | レーザー照射装置 |
| JP2012024782A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | 固体レーザ加工装置 |
| JP2012024772A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
| JP2012024774A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
| JP2012148317A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Keyence Corp | レーザー加工装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |