JPS594988A - レ−ザ溶接装置 - Google Patents
レ−ザ溶接装置Info
- Publication number
- JPS594988A JPS594988A JP57111752A JP11175282A JPS594988A JP S594988 A JPS594988 A JP S594988A JP 57111752 A JP57111752 A JP 57111752A JP 11175282 A JP11175282 A JP 11175282A JP S594988 A JPS594988 A JP S594988A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- groove
- laser
- line
- moving mechanism
- Prior art date
- 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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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/044—Seam tracking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、レーザ溶接装置、特に被溶接材表面でのレー
ザ光の反射が少なく溶接溶は込みの深く自動化しゃすい
レーザ溶接装置に関する。
ザ光の反射が少なく溶接溶は込みの深く自動化しゃすい
レーザ溶接装置に関する。
一般にレーザ溶接を行なう場合、被溶接材の開先をつき
合せ、このつき合せ面をレーザ光の照射点に合せレーザ
光を照射して溶接している。
合せ、このつき合せ面をレーザ光の照射点に合せレーザ
光を照射して溶接している。
第１図によりこの方法の概要につき説明する。
同図において、周知のレーザ光発振器１から出た溶接用
レーザ光２は、ビームベンダー３により曲げられた後、
集光レンズ４により集光されて被溶接材５の溶接線６上
に照射され溶接作業が行なわれる。この作業に先立ち、
溶接用レーザ光２の集光点が、溶接線６上に来るよう合
せる作業が必要となる。通常この作業は、同図に示した
アラインメント用のレーザ７から位置決め用レーザ光８
を出し、このレーザ光８をその反射後の進行方向が、溶
接用レーザ光２の方向と同一になるように溶接用シー１
’交２の光路上に設置された反射ミラー９により反射さ
せ、上記ビームベンダー３を介して集光レンズ４により
集光し、被溶接物５の溶接線６上にアラインメント用レ
ーザ光の集光点が来るよう溶接線６の位置を調整する。
レーザ光２は、ビームベンダー３により曲げられた後、
集光レンズ４により集光されて被溶接材５の溶接線６上
に照射され溶接作業が行なわれる。この作業に先立ち、
溶接用レーザ光２の集光点が、溶接線６上に来るよう合
せる作業が必要となる。通常この作業は、同図に示した
アラインメント用のレーザ７から位置決め用レーザ光８
を出し、このレーザ光８をその反射後の進行方向が、溶
接用レーザ光２の方向と同一になるように溶接用シー１
’交２の光路上に設置された反射ミラー９により反射さ
せ、上記ビームベンダー３を介して集光レンズ４により
集光し、被溶接物５の溶接線６上にアラインメント用レ
ーザ光の集光点が来るよう溶接線６の位置を調整する。
しかる後に反射ミラー９を溶接用レーザ光２の光路上か
らずらせた後、溶接用レーザ光２を発振し、溶接を行な
う。
らずらせた後、溶接用レーザ光２を発振し、溶接を行な
う。
このようにすることによシ溶接用レーザ光２の集光点は
、溶接線６上に照射され溶接作業を行なうことができる
。ここで使用するレーザ光は、通常溶接用は、ＣＯｔレ
ーザかＹＡＧレーザ、アラインメント用には）（６−Ｎ
ｅレーザが用いられている。
、溶接線６上に照射され溶接作業を行なうことができる
。ここで使用するレーザ光は、通常溶接用は、ＣＯｔレ
ーザかＹＡＧレーザ、アラインメント用には）（６−Ｎ
ｅレーザが用いられている。
しかしながらこの方法には次のような欠点を有していた
。
。
１１） アラインメント用レーザ光８が溶接用レーザ
光２の光路上を通過するため、アラインメント作業と溶
接作業を同時に行なうことができず自動化が困難である
。
光２の光路上を通過するため、アラインメント作業と溶
接作業を同時に行なうことができず自動化が困難である
。
（２） アラインメント用レーザ光８の反射ミラー９
は、アラインメント作業時のみ溶接用レーザ光の光路上
に入り、溶接時には、溶接用レーザ光の光路からずらす
移動作業をともなうため、精度保持が峻しく、アライン
メントレーザ８の集光点と溶接用レーザ光２の集光点が
ずれる場合が生じやすい。この問題は、同図に示す装置
のように、反射ミラー９と溶接線６までの距離が長くな
る場合には、％に発生しやすく、レーザ溶接作業時のト
ラブルの原因の一つになっている、また（３）溶接−６
は、通常Ｉバットのつき合せになっている場合が多いが
、この場合ａやＣｕ及びそれらの合金材料のように、溶
接用レーザ光２０代表的なものであるＣＯ，レーザ光の
反射率が商い材料を溶接する場合には、被溶接材表面で
のレーザ光の反射損失により溶は込み深さが小さくなる
。
は、アラインメント作業時のみ溶接用レーザ光の光路上
に入り、溶接時には、溶接用レーザ光の光路からずらす
移動作業をともなうため、精度保持が峻しく、アライン
メントレーザ８の集光点と溶接用レーザ光２の集光点が
ずれる場合が生じやすい。この問題は、同図に示す装置
のように、反射ミラー９と溶接線６までの距離が長くな
る場合には、％に発生しやすく、レーザ溶接作業時のト
ラブルの原因の一つになっている、また（３）溶接−６
は、通常Ｉバットのつき合せになっている場合が多いが
、この場合ａやＣｕ及びそれらの合金材料のように、溶
接用レーザ光２０代表的なものであるＣＯ，レーザ光の
反射率が商い材料を溶接する場合には、被溶接材表面で
のレーザ光の反射損失により溶は込み深さが小さくなる
。
（４）溶接作業に先立ち、開先を加工しておく場合には
、加工から溶接作業までの待時間内に加工表面が酸化し
たりよごれたりするため溶接品質上好ましくない。
、加工から溶接作業までの待時間内に加工表面が酸化し
たりよごれたりするため溶接品質上好ましくない。
本発明は、以上の点を考慮しなされたものであり、自動
化しやすく、溶接時のレーザ光の反射損失の少ないレー
ザ溶接装置を提供することを目的とする。
化しやすく、溶接時のレーザ光の反射損失の少ないレー
ザ溶接装置を提供することを目的とする。
本発明は、被溶接材の溶接線を検出機構で検出し、これ
により被溶接材の表面に溝を加工し、この溝に沿って溶
接用レーザ光を照射して溶接するようにした点に特徴を
有するものである。
により被溶接材の表面に溝を加工し、この溝に沿って溶
接用レーザ光を照射して溶接するようにした点に特徴を
有するものである。
以下本発明の一実施例を図面について説明する。
第２図および第３図において、レーザ光発振器１から出
た溶接用レーザ光２は、ビームベンダー３により曲げら
れ集光レンズ４により集光された後被溶接材５上に照射
される。溶接線の検出センサー１１は、被溶接材５の溶
接線６を走査検出するためのものであり、移動機構１２
に取付けられている。検出センサー１１は本実施例では
非接触で溶接線の検知が可能な磁気センサーを使用して
いる。開先加工刃物１３は、検出センサー１１とビーム
ベンダー３の間に配置されており、刃物移動機構１４に
取付けられている。さらに、ビームベンダー３を含む集
光系１５も集光系移動機構１６に取付けられている。制
御装置１７は本溶接装置を制御するものであり、検出セ
ンサー１１．開先加工刃物１３．集光系１５の位置をそ
れぞれの移動機構により、溶接線に合せるよう制御する
。レーザ光発振器制御装置１８は、溶接用レーザ光の出
力やシャッターの開閉、シールドガスの給排等を制御装
置１７からの信号により制御する。
た溶接用レーザ光２は、ビームベンダー３により曲げら
れ集光レンズ４により集光された後被溶接材５上に照射
される。溶接線の検出センサー１１は、被溶接材５の溶
接線６を走査検出するためのものであり、移動機構１２
に取付けられている。検出センサー１１は本実施例では
非接触で溶接線の検知が可能な磁気センサーを使用して
いる。開先加工刃物１３は、検出センサー１１とビーム
ベンダー３の間に配置されており、刃物移動機構１４に
取付けられている。さらに、ビームベンダー３を含む集
光系１５も集光系移動機構１６に取付けられている。制
御装置１７は本溶接装置を制御するものであり、検出セ
ンサー１１．開先加工刃物１３．集光系１５の位置をそ
れぞれの移動機構により、溶接線に合せるよう制御する
。レーザ光発振器制御装置１８は、溶接用レーザ光の出
力やシャッターの開閉、シールドガスの給排等を制御装
置１７からの信号により制御する。
次に本発明の詳細な説明する。
検出センサー１１は、その移動機構１２により開先線上
を走査し、開先線の位置を検出するとともにその信号を
制御装置１７に送る。制御装置１７は、検出センサー１
工から受けた信号により、刃物移動機構１４の位置を制
御する信号を刃物移動機４ｉ１１１１４に送り、開先加
工刃物１３の位置を開先線の位置に合せ開先加工を行な
うよう制御する。
を走査し、開先線の位置を検出するとともにその信号を
制御装置１７に送る。制御装置１７は、検出センサー１
工から受けた信号により、刃物移動機構１４の位置を制
御する信号を刃物移動機４ｉ１１１１４に送り、開先加
工刃物１３の位置を開先線の位置に合せ開先加工を行な
うよう制御する。
さらに、制御装置１７は、開先加工刃物１３によ抄加工
された開先上に、溶接用レーザ光２の集光点が来るよう
に制御する信号を集光系移動機構１６に送る。
された開先上に、溶接用レーザ光２の集光点が来るよう
に制御する信号を集光系移動機構１６に送る。
溶接線が直線である場合には、検出センサー１１、開先
加工刃物１３．集光系１５は、一体とし直線上に配置し
ておけばよい。しかし、一般には溶接線は、直線でない
場合が多く、また図面上は直線になっているが、工作技
術上製缶や組立て時の誤差によりある程度の曲りを生ず
る場合が多い。特にレーザ光のように集光点が小さく絞
れる熱源の溶接においては、レーザの集光位置がわずか
に溶接線からずれても、溶接欠陥発生の原因となる。（
本発明者らの実験では板厚３籠のステンレス鋼を溶接す
る場合のずれの許容値は０．２１１１１程である。）こ
のため、本実施例で示すように、溶接線検出センサ、開
先加工刃Ｉ物、レーザ集光系がそれぞれ独立して移動制
御できるようにしないと溶接は困難となる。
加工刃物１３．集光系１５は、一体とし直線上に配置し
ておけばよい。しかし、一般には溶接線は、直線でない
場合が多く、また図面上は直線になっているが、工作技
術上製缶や組立て時の誤差によりある程度の曲りを生ず
る場合が多い。特にレーザ光のように集光点が小さく絞
れる熱源の溶接においては、レーザの集光位置がわずか
に溶接線からずれても、溶接欠陥発生の原因となる。（
本発明者らの実験では板厚３籠のステンレス鋼を溶接す
る場合のずれの許容値は０．２１１１１程である。）こ
のため、本実施例で示すように、溶接線検出センサ、開
先加工刃Ｉ物、レーザ集光系がそれぞれ独立して移動制
御できるようにしないと溶接は困難となる。
そこで、各部分が独立して移動できるような構成にする
ため、第３図に示すように、検出センサ１１と開先加工
刃物１３およびレーザ集光系１５とはそれぞれｓ、 、
１３ｔの距離を設けて取付けられている。したがって開
先加工刃物１３とレーザ集光系１５の移動は、検出セン
サー１１で検出した後一定の時間後に検出センサー １
１で検出した位置に来るよう制御する必要がある。この
時間は、溶接速度により変わるが、溶接速度を８とすれ
ば、この時間はそれぞれＪ３．／Ｓ 、 （Ａ ＋ ４
） ／Ｓになる。
ため、第３図に示すように、検出センサ１１と開先加工
刃物１３およびレーザ集光系１５とはそれぞれｓ、 、
１３ｔの距離を設けて取付けられている。したがって開
先加工刃物１３とレーザ集光系１５の移動は、検出セン
サー１１で検出した後一定の時間後に検出センサー １
１で検出した位置に来るよう制御する必要がある。この
時間は、溶接速度により変わるが、溶接速度を８とすれ
ば、この時間はそれぞれＪ３．／Ｓ 、 （Ａ ＋ ４
） ／Ｓになる。
この時間制御は、制御装置１７中に遅延回路をもうける
ことにより可能となる。
ことにより可能となる。
開先加工刃物１３により溶接直前に開先を加工すること
により、溶接欠陥に悪影譬をおよぼす開先表面の酸化や
よごれを最少限にすることができる。このことは、Ｍ系
材のように、酸化しゃすい材料の場合には、特に有利と
なる。さらに、溶接線表面に小さな開先溝をつけること
により、Ａ、Ｉ３やＣｕ系の材料のような、レーザ光の
反射率の高い材料の場合、レーザ光の吸収を高めること
ができるため、エネルギー効率上有利となる。本発明者
らの実験によると、第４図および第５図に示すように１
局合金表面に幅（、）がＱ、５ｍ、深さく口）が２１１
１１Ｉの溝を設けることにより、溶接溶は込み深さを、
溝のない場合に比較して約１．５倍にすることができた
。
により、溶接欠陥に悪影譬をおよぼす開先表面の酸化や
よごれを最少限にすることができる。このことは、Ｍ系
材のように、酸化しゃすい材料の場合には、特に有利と
なる。さらに、溶接線表面に小さな開先溝をつけること
により、Ａ、Ｉ３やＣｕ系の材料のような、レーザ光の
反射率の高い材料の場合、レーザ光の吸収を高めること
ができるため、エネルギー効率上有利となる。本発明者
らの実験によると、第４図および第５図に示すように１
局合金表面に幅（、）がＱ、５ｍ、深さく口）が２１１
１１Ｉの溝を設けることにより、溶接溶は込み深さを、
溝のない場合に比較して約１．５倍にすることができた
。
〔発明の効果〕
本発明は、以上のように構成されているから、次のよう
な効果がある。
な効果がある。
（１）検出センサーは、溶接線近くにとりつけられてい
るため、検出点までの距離が小さく、検出誤差が少ない
ばかりでなく、使用に伴なうずれも発生しにくい。
るため、検出点までの距離が小さく、検出誤差が少ない
ばかりでなく、使用に伴なうずれも発生しにくい。
（２） 開先加工刃物により、溶接直前に開先を加工
するためＵ糸材料のように非常に酸化しやすい材料の場
合には、加工後の表面酸化が少なくなりかつ表面のよご
れも少なくなるため、溶接欠陥が少なくなり、溶接品質
が向上する。
するためＵ糸材料のように非常に酸化しやすい材料の場
合には、加工後の表面酸化が少なくなりかつ表面のよご
れも少なくなるため、溶接欠陥が少なくなり、溶接品質
が向上する。
（３）開先表面に小さな溝を設けることＫより１、Ｕや
Ｃｕ系材のようなレーザ光の反射率の高い材料でも、レ
ーザ光の吸収をよくすることができるため、レーザのエ
ネル゛ギー効率が高くできる。
Ｃｕ系材のようなレーザ光の反射率の高い材料でも、レ
ーザ光の吸収をよくすることができるため、レーザのエ
ネル゛ギー効率が高くできる。
（４）検出センサー、開先加工刃物、レーザ集光系を独
立して設け、制御できることにより、溶接線が曲ってい
る場合にも、自動化ができるようになる。
立して設け、制御できることにより、溶接線が曲ってい
る場合にも、自動化ができるようになる。
（５）従来のレーザ加工装置のように、アラインメント
レーザと加工用レーザが同一光軸上にないため、溶接線
の検出と溶接を平行して同時に行なうことができ自動化
上有利である、
レーザと加工用レーザが同一光軸上にないため、溶接線
の検出と溶接を平行して同時に行なうことができ自動化
上有利である、
第１図は従来のレーザ溶接装置の概略構成を示す斜視図
、第２図は本発明の一実施例を示す平面図、第３図は第
２の■矢視方向から見た側面図、第４図は本発明の実験
における溝の形状を示す説明図、第５図は第４図と異な
る本発明の実験における溝の形状を示す説明図である。 １・・・レーザ光発振器、２・・・溶接用レーザ光、１
１・・・検出センサー、１３・・・開先加工刃物、１６
・・・集光系移動機構、１７・・・制御装置、（７３１
７）代理人 弁理士側 近 憲 佑 （ほか１名）第１
図 第２図 第４図 第５図
、第２図は本発明の一実施例を示す平面図、第３図は第
２の■矢視方向から見た側面図、第４図は本発明の実験
における溝の形状を示す説明図、第５図は第４図と異な
る本発明の実験における溝の形状を示す説明図である。 １・・・レーザ光発振器、２・・・溶接用レーザ光、１
１・・・検出センサー、１３・・・開先加工刃物、１６
・・・集光系移動機構、１７・・・制御装置、（７３１
７）代理人 弁理士側 近 憲 佑 （ほか１名）第１
図 第２図 第４図 第５図
Claims (5)
- （１） レーザ光発振装置と、被溶接材の溶接線を検
出する検出機構と、この検出機構により制御され前記被
接材に溝を加工する加工機構と、前記溝に沿って溶接用
レーザ光を照射する集光系の移動機構とから成るレーザ
溶接装置。 - （２）溶接線を検出する検出機構を独立して移動自在と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレー
ザ溶接装置。 - （３） 溝を加工する加工機構が独立して移動自在と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレー
ザ溶接装置。 - （４） レーザを照射する集光系の移動機構を独立し
て移動自在としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のレーザ溶接装置。 - （５）検出機構、加工機構および移動機構を一体的に移
動自在としたことを特徴とするレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111752A JPS594988A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | レ−ザ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111752A JPS594988A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | レ−ザ溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594988A true JPS594988A (ja) | 1984-01-11 |
Family
ID=14569286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111752A Pending JPS594988A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | レ−ザ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594988A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4922115A (en) * | 1987-12-28 | 1990-05-01 | Toshiba Glass Co., Ltd. | Fluorescent glass dosimeter |
| JPH0671470A (ja) * | 1992-04-14 | 1994-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | レーザビーム加工装置 |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57111752A patent/JPS594988A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4922115A (en) * | 1987-12-28 | 1990-05-01 | Toshiba Glass Co., Ltd. | Fluorescent glass dosimeter |
| JPH0671470A (ja) * | 1992-04-14 | 1994-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | レーザビーム加工装置 |
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