JPH11147190A - レーザ溶接方法およびレーザ溶接用制御装置 - Google Patents
レーザ溶接方法およびレーザ溶接用制御装置Info
- Publication number
- JPH11147190A JPH11147190A JP9312087A JP31208797A JPH11147190A JP H11147190 A JPH11147190 A JP H11147190A JP 9312087 A JP9312087 A JP 9312087A JP 31208797 A JP31208797 A JP 31208797A JP H11147190 A JPH11147190 A JP H11147190A
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- Japan
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザパラメータを操作することにより溶接
ワイヤ送り速度を自動設定できるレーザ溶接方法および
レーザ溶接用制御装置を提供する。 【解決手段】 作業者が、パルス形状、継手形状、ワイ
ヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置１に入力すれ
ば、レーザ溶接用制御装置１が材料送り速度およびワイ
ヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置１７およびワ
イヤ送給装置１５を制御するので、種々の溶接に対する
加工条件を自動で設定してレーザ溶接を行なうことがで
きる。
ワイヤ送り速度を自動設定できるレーザ溶接方法および
レーザ溶接用制御装置を提供する。 【解決手段】 作業者が、パルス形状、継手形状、ワイ
ヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置１に入力すれ
ば、レーザ溶接用制御装置１が材料送り速度およびワイ
ヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置１７およびワ
イヤ送給装置１５を制御するので、種々の溶接に対する
加工条件を自動で設定してレーザ溶接を行なうことがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はレーザ溶接方法お
よびレーザ溶接用制御装置に係り、さらに詳しくは、種
々の加工条件に対応するレーザ溶接方法およびレーザ溶
接用制御装置に関するものである。
よびレーザ溶接用制御装置に係り、さらに詳しくは、種
々の加工条件に対応するレーザ溶接方法およびレーザ溶
接用制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ溶接では、レーザ出力、加
工点送り速度、溶接ワイヤ送り速度等を個別に設定して
行なわれている。
工点送り速度、溶接ワイヤ送り速度等を個別に設定して
行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の技術にあっては、レーザ出力を変更すると実際
には他のパラメータも変更する必要があるが、これは各
企業や作業者のノウハウとして行なわれているため、作
業者の能力によりレーザ溶接の良否が左右されるという
問題がある。
な従来の技術にあっては、レーザ出力を変更すると実際
には他のパラメータも変更する必要があるが、これは各
企業や作業者のノウハウとして行なわれているため、作
業者の能力によりレーザ溶接の良否が左右されるという
問題がある。
【０００４】特に、溶接ワイヤ送り速度の設定を誤る
と、ワイヤ盛り不良やワイヤの詰まりを引き起こすとい
う問題がある。
と、ワイヤ盛り不良やワイヤの詰まりを引き起こすとい
う問題がある。
【０００５】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、レーザパラメータを
操作することにより溶接ワイヤ送り速度を自動設定でき
るレーザ溶接方法およびレーザ溶接用制御装置を提供す
ることにある。
術に着目してなされたものであり、レーザパラメータを
操作することにより溶接ワイヤ送り速度を自動設定でき
るレーザ溶接方法およびレーザ溶接用制御装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明のレーザ溶接方法は、パルス
信号に基づいてレーザ発振器から発振されるレーザ光に
より、ワイヤ送給装置から供給される溶接ワイヤを用い
て、材料送り装置により移動・位置決めされるワークに
溶接を行なうレーザ溶接方法において、前記パルス信号
のパルス形状、溶接継手形状、溶接ワイヤの種類等のパ
ラメータを入力すると、レーザ溶接用制御装置が前記パ
ラメータに基づいて材料送り速度およびワイヤ送り速度
を演算し、この演算により得られた材料送り速度で前記
材料送り装置を制御すると共に、演算で得られたワイヤ
送り速度で前記ワイヤ送給装置を制御すること、を特徴
とするものである。
めに、請求項１による発明のレーザ溶接方法は、パルス
信号に基づいてレーザ発振器から発振されるレーザ光に
より、ワイヤ送給装置から供給される溶接ワイヤを用い
て、材料送り装置により移動・位置決めされるワークに
溶接を行なうレーザ溶接方法において、前記パルス信号
のパルス形状、溶接継手形状、溶接ワイヤの種類等のパ
ラメータを入力すると、レーザ溶接用制御装置が前記パ
ラメータに基づいて材料送り速度およびワイヤ送り速度
を演算し、この演算により得られた材料送り速度で前記
材料送り装置を制御すると共に、演算で得られたワイヤ
送り速度で前記ワイヤ送給装置を制御すること、を特徴
とするものである。
【０００７】従って、作業者が、パルス形状、継手形
状、ワイヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置に入力
すれば、レーザ溶接用制御装置が材料送り速度およびワ
イヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置およびワイ
ヤ送給装置を制御するので、種々の溶接に対する加工条
件を自動で設定してレーザ溶接を行なう。
状、ワイヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置に入力
すれば、レーザ溶接用制御装置が材料送り速度およびワ
イヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置およびワイ
ヤ送給装置を制御するので、種々の溶接に対する加工条
件を自動で設定してレーザ溶接を行なう。
【０００８】請求項２による発明のレーザ溶接用制御装
置は、パルス信号に基づいてレーザ発振器から発振され
るレーザ光により、ワイヤ送給装置から供給される溶接
ワイヤを用いて、材料送り装置により移動・位置決めさ
れるワークに溶接を行なうべく制御するレーザ溶接用制
御装置において、前記パルス信号のパルス形状、溶接継
手形状、溶接ワイヤの種類等のパラメータを入力する入
力手段と、前記パラメータに基づいて材料送り速度およ
びワイヤ送り速度を演算する演算部と、この演算部によ
り得られた材料送り速度を前記材料送り装置に指令する
と共に前記演算部により得られたワイヤ送り速度を前記
ワイヤ送給装置に指令する指令部と、を備えてなること
を特徴とするものである。
置は、パルス信号に基づいてレーザ発振器から発振され
るレーザ光により、ワイヤ送給装置から供給される溶接
ワイヤを用いて、材料送り装置により移動・位置決めさ
れるワークに溶接を行なうべく制御するレーザ溶接用制
御装置において、前記パルス信号のパルス形状、溶接継
手形状、溶接ワイヤの種類等のパラメータを入力する入
力手段と、前記パラメータに基づいて材料送り速度およ
びワイヤ送り速度を演算する演算部と、この演算部によ
り得られた材料送り速度を前記材料送り装置に指令する
と共に前記演算部により得られたワイヤ送り速度を前記
ワイヤ送給装置に指令する指令部と、を備えてなること
を特徴とするものである。
【０００９】従って、作業者が、パルス形状、継手形
状、ワイヤ種類をレーザ溶接用制御装置の入力手段から
入力すると、入力された各パラメータに基づいて演算部
が材料送り速度およびワイヤ送り速度を演算して求め、
指令部が得られた材料送り速度を材料送り装置に指令す
ると共に得られたワイヤ送り速度をワイヤ送給装置に指
令して、種々の溶接に対する加工条件を自動で設定して
レーザ溶接を行なう。
状、ワイヤ種類をレーザ溶接用制御装置の入力手段から
入力すると、入力された各パラメータに基づいて演算部
が材料送り速度およびワイヤ送り速度を演算して求め、
指令部が得られた材料送り速度を材料送り装置に指令す
ると共に得られたワイヤ送り速度をワイヤ送給装置に指
令して、種々の溶接に対する加工条件を自動で設定して
レーザ溶接を行なう。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。
面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】図１には、この発明に係るレーザ溶接用制
御装置１およびレーザ加工機３が示されている。なお、
レーザ加工機３本体は従来より良く知られているものな
ので、詳細な説明および図示は省略する。
御装置１およびレーザ加工機３が示されている。なお、
レーザ加工機３本体は従来より良く知られているものな
ので、詳細な説明および図示は省略する。
【００１２】前記レーザ加工機３では、レーザ加工を行
なうレーザ加工ヘッド５にレーザ光ＬＢを発振するレー
ザ発振器７が接続されており、レーザ加工ヘッド５の先
端に設けられているノズル９からレーザ光ＬＢをワーク
Ｗに照射する。
なうレーザ加工ヘッド５にレーザ光ＬＢを発振するレー
ザ発振器７が接続されており、レーザ加工ヘッド５の先
端に設けられているノズル９からレーザ光ＬＢをワーク
Ｗに照射する。
【００１３】また、前記ノズル９の近傍にはワイヤ送給
ガイド１１が設けられており、溶接に使用される溶接ワ
イヤ１３がワイヤ送給装置１５から供給されてノズル９
の下方へ導かれるようになっている。
ガイド１１が設けられており、溶接に使用される溶接ワ
イヤ１３がワイヤ送給装置１５から供給されてノズル９
の下方へ導かれるようになっている。
【００１４】一方、溶接するワークＷは材料送り装置１
７により搬入され、レーザ加工ヘッド５に対して相対的
に位置決めされる。その後、レーザ加工ヘッド５は上下
方向に移動してレーザ加工ヘッド５の先端に設けられて
ノズル９とワークＷとの間を所定の間隔に保って溶接加
工を行なう。
７により搬入され、レーザ加工ヘッド５に対して相対的
に位置決めされる。その後、レーザ加工ヘッド５は上下
方向に移動してレーザ加工ヘッド５の先端に設けられて
ノズル９とワークＷとの間を所定の間隔に保って溶接加
工を行なう。
【００１５】レーザ溶接用制御装置１においては、中央
処理装置であるＣＰＵ１９に、種々のパラメータ等を入
力するための例えばキーボードのごとき入力手段２１
や、種々のデータ等を表示するための例えばＣＲＴのご
とき出力手段２３が接続されている。
処理装置であるＣＰＵ１９に、種々のパラメータ等を入
力するための例えばキーボードのごとき入力手段２１
や、種々のデータ等を表示するための例えばＣＲＴのご
とき出力手段２３が接続されている。
【００１６】また、ＣＰＵ１９には、入力されたパラメ
ータや後述する継手係数Ｊ等を格納しておくメモリ２
５、後述する種々の演算を行なう演算部２７や、前述の
レーザ発振器７、ワイヤ送給装置１５、材料送り装置１
７等に指令を送る指令部２９が設けられている。
ータや後述する継手係数Ｊ等を格納しておくメモリ２
５、後述する種々の演算を行なう演算部２７や、前述の
レーザ発振器７、ワイヤ送給装置１５、材料送り装置１
７等に指令を送る指令部２９が設けられている。
【００１７】次に、図２および図３を参照して、前述の
溶接用制御装置１における処理について説明する。
溶接用制御装置１における処理について説明する。
【００１８】図２中、Ｐｐはピークパワー、Ｐｗはパル
ス幅、Ｔはパルス周期、Ｅはパルスエネルギーを示して
おり、ＰｐおよびＰｗは入力手段２１から入力されてメ
モリ２５に格納されている。ここで、図２から明らかな
ように、レーザ平均出力Ｗは、 Ｗ＝Ｅ＊１／Ｔ……（１） となる。また、継手係数はＪで示し、平面継手の場合は
１．０、角継手は０．７、隅肉継手は１．５で与えられ
る。この継手係数Ｊもメモリ２５に格納されている。ま
た、ノズル高さはＨで示される。
ス幅、Ｔはパルス周期、Ｅはパルスエネルギーを示して
おり、ＰｐおよびＰｗは入力手段２１から入力されてメ
モリ２５に格納されている。ここで、図２から明らかな
ように、レーザ平均出力Ｗは、 Ｗ＝Ｅ＊１／Ｔ……（１） となる。また、継手係数はＪで示し、平面継手の場合は
１．０、角継手は０．７、隅肉継手は１．５で与えられ
る。この継手係数Ｊもメモリ２５に格納されている。ま
た、ノズル高さはＨで示される。
【００１９】レーザ溶接に当たって、前述のパルス周期
ＴやパルスエネルギーＥ等のパラメータを決定する必要
があるので、演算部２７が以下のようにして決定する。
ＴやパルスエネルギーＥ等のパラメータを決定する必要
があるので、演算部２７が以下のようにして決定する。
【００２０】まず、ピークパワーＰP とパルス幅ＰW を
メモリ２５から引き出してパルスエネルギーＥを決定す
る。Ｅ＝Ｗ＊Ｔである。ここで、ノズル形状、シールド
ガス流量、シールドガス種を固定して継手係数をＪ、ノ
ズル高さをＨとすると、シールド限界出力ＷS は、 ＷS ＝Ｊ＊（Ａ・Ｈ＋Ｂ）……（２） で与えられる。但し、５≦Ｈ≦１０である。前記Ａおよ
びＢは実例から経験的特にノズルの種類，形状により決
定される。例えば、Ａ＝−６、Ｂ＝２００のように与え
られる。
メモリ２５から引き出してパルスエネルギーＥを決定す
る。Ｅ＝Ｗ＊Ｔである。ここで、ノズル形状、シールド
ガス流量、シールドガス種を固定して継手係数をＪ、ノ
ズル高さをＨとすると、シールド限界出力ＷS は、 ＷS ＝Ｊ＊（Ａ・Ｈ＋Ｂ）……（２） で与えられる。但し、５≦Ｈ≦１０である。前記Ａおよ
びＢは実例から経験的特にノズルの種類，形状により決
定される。例えば、Ａ＝−６、Ｂ＝２００のように与え
られる。
【００２１】前述の式（１）および（２）から、Ｅ／Ｔ
＝ＷS となり、 Ｔ＝Ｅ／ＷS ……（３） が求められる。また、一般にレーザパルス溶接では、 ν＊Ｔ／（６０＊ｄｆ）≒０．３〜０．４……（４） を満足することが望ましいとされている。ここで、νは
溶接速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、ｄｆはレーザスポット径を
示している。
＝ＷS となり、 Ｔ＝Ｅ／ＷS ……（３） が求められる。また、一般にレーザパルス溶接では、 ν＊Ｔ／（６０＊ｄｆ）≒０．３〜０．４……（４） を満足することが望ましいとされている。ここで、νは
溶接速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、ｄｆはレーザスポット径を
示している。
【００２２】式（４）において、前記ｄｆは光学径によ
り決定されているので、 ν≒０．３〜０．４＊６０＊ｄｆ／Ｔ……（５） で求められる。
り決定されているので、 ν≒０．３〜０．４＊６０＊ｄｆ／Ｔ……（５） で求められる。
【００２３】また、式（３）よりＴが求まると、ワイヤ
速度νｗは、 νW ＝ｍ√（Ｅ／ε）／Ｔ（ｍｍ／ｓｅｃ）……（６） から求めることができる。ここで、ｍはワイヤ溶融係
数、εは必要エネルギー値を示している。このｍおよび
εは溶接ワイヤ１３の種類により、例えば、図３に示さ
れているような値を用いることができる。
速度νｗは、 νW ＝ｍ√（Ｅ／ε）／Ｔ（ｍｍ／ｓｅｃ）……（６） から求めることができる。ここで、ｍはワイヤ溶融係
数、εは必要エネルギー値を示している。このｍおよび
εは溶接ワイヤ１３の種類により、例えば、図３に示さ
れているような値を用いることができる。
【００２４】従って、ワイヤ送給装置１５の特性を演算
すると、必要なモータ制御電圧は次式で得ることができ
る。すなわち、 Ｖ≒（νW ＊６０−Ｌ）／Ｃ……（７） 例えば、Ｌ３０，Ｃ＝２６９．２３とすればＶ≒（νｗ
＊６０−３０）／２６９．２３で、得ることができる。
ここで、Ｌは送給最低速度、Ｃは電圧と送給速度とのリ
ニアティを示している。
すると、必要なモータ制御電圧は次式で得ることができ
る。すなわち、 Ｖ≒（νW ＊６０−Ｌ）／Ｃ……（７） 例えば、Ｌ３０，Ｃ＝２６９．２３とすればＶ≒（νｗ
＊６０−３０）／２６９．２３で、得ることができる。
ここで、Ｌは送給最低速度、Ｃは電圧と送給速度とのリ
ニアティを示している。
【００２５】以上の結果から、作業者が、パルス形状、
継手形状、ワイヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置
１に入力すれば、レーザ溶接用制御装置１が材料送り速
度およびワイヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置
１７およびワイヤ送給装置１５を制御するので、種々の
溶接に対する加工条件を自動で設定してレーザ溶接を行
なうことができる。かつ、加工中の出力変更に対して同
一品質の加工を行うことができる。
継手形状、ワイヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置
１に入力すれば、レーザ溶接用制御装置１が材料送り速
度およびワイヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置
１７およびワイヤ送給装置１５を制御するので、種々の
溶接に対する加工条件を自動で設定してレーザ溶接を行
なうことができる。かつ、加工中の出力変更に対して同
一品質の加工を行うことができる。
【００２６】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他
の態様で実施し得るものである。
されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他
の態様で実施し得るものである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるレーザ溶接方法では、作業者が、パルス形状、継手
形状、ワイヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置に入
力すれば、レーザ溶接用制御装置が材料送り速度および
ワイヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置およびワ
イヤ送給装置を制御するので、種々の溶接に対する加工
条件を自動で設定してレーザ溶接を行なうことができ
る。かつ、加工中の出力変更に対して同一品質の加工を
行うことができる。
よるレーザ溶接方法では、作業者が、パルス形状、継手
形状、ワイヤ種類を決定してレーザ溶接用制御装置に入
力すれば、レーザ溶接用制御装置が材料送り速度および
ワイヤ送り速度を演算して求め、材料送り装置およびワ
イヤ送給装置を制御するので、種々の溶接に対する加工
条件を自動で設定してレーザ溶接を行なうことができ
る。かつ、加工中の出力変更に対して同一品質の加工を
行うことができる。
【００２８】請求項２の発明によるレーザ溶接用制御装
置では、作業者が、パルス形状、継手形状、ワイヤ種類
をレーザ溶接用制御装置の入力手段から入力すると、入
力された各パラメータに基づいて演算部が材料送り速度
およびワイヤ送り速度を演算して求め、指令部が得られ
た材料送り速度を材料送り装置に指令すると共に得られ
たワイヤ送り速度をワイヤ送給装置に指令するので、種
々の溶接に対する加工条件を自動で設定してレーザ溶接
を行なうことができる。
置では、作業者が、パルス形状、継手形状、ワイヤ種類
をレーザ溶接用制御装置の入力手段から入力すると、入
力された各パラメータに基づいて演算部が材料送り速度
およびワイヤ送り速度を演算して求め、指令部が得られ
た材料送り速度を材料送り装置に指令すると共に得られ
たワイヤ送り速度をワイヤ送給装置に指令するので、種
々の溶接に対する加工条件を自動で設定してレーザ溶接
を行なうことができる。
【図１】この発明に係るレーザ溶接用制御装置を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】レーザ発振器を制御するパルス信号を示すグラ
フである。
フである。
【図３】ワイヤの種類によるワイヤ溶接係数および必要
エネルギー等の一例を示す表である。
エネルギー等の一例を示す表である。
１ レーザ溶接用制御装置 ７ レーザ発振器 １３ 溶接ワイヤ １５ ワイヤ送給装置 １７ 材料送り装置 ２１ 入力手段 ２７ 演算部 ２９ 指令部 Ｗ ワーク ＬＢ レーザ光
Claims (2)
- 【請求項１】 パルス信号に基づいてレーザ発振器から
発振されるレーザ光により、ワイヤ送給装置から供給さ
れる溶接ワイヤを用いて、材料送り装置により移動・位
置決めされるワークに溶接を行なうレーザ溶接方法にお
いて、前記パルス信号のパルス形状、溶接継手形状、溶
接ワイヤの種類等のパラメータを入力すると、レーザ溶
接用制御装置が前記パラメータに基づいて材料送り速度
およびワイヤ送り速度を演算し、この演算により得られ
た材料送り速度で前記材料送り装置を制御すると共に、
演算で得られたワイヤ送り速度で前記ワイヤ送給装置を
制御すること、を特徴とするレーザ溶接方法。 - 【請求項２】 パルス信号に基づいてレーザ発振器から
発振されるレーザ光により、ワイヤ送給装置から供給さ
れる溶接ワイヤを用いて、材料送り装置により移動・位
置決めされるワークに溶接を行なうべく制御するレーザ
溶接用制御装置において、前記パルス信号のパルス形
状、溶接継手形状、溶接ワイヤの種類等のパラメータを
入力する入力手段と、前記パラメータに基づいて材料送
り速度およびワイヤ送り速度を演算する演算部と、この
演算部により得られた材料送り速度を前記材料送り装置
に指令すると共に前記演算部により得られたワイヤ送り
速度を前記ワイヤ送給装置に指令する指令部と、を備え
てなることを特徴とするレーザ溶接用制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312087A JPH11147190A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | レーザ溶接方法およびレーザ溶接用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9312087A JPH11147190A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | レーザ溶接方法およびレーザ溶接用制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147190A true JPH11147190A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18025087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9312087A Pending JPH11147190A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | レーザ溶接方法およびレーザ溶接用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11147190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102552237B1 (ko) * | 2022-12-01 | 2023-07-05 | 주영진 | 8mm 용접비드폭형 투와이어식 핸드파이버레이저 용접장치 및 방법 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP9312087A patent/JPH11147190A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102552237B1 (ko) * | 2022-12-01 | 2023-07-05 | 주영진 | 8mm 용접비드폭형 투와이어식 핸드파이버레이저 용접장치 및 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041105 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070123 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070319 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071030 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080311 |