JPS6032552B2 - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
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- JPS6032552B2 JPS6032552B2 JP53024099A JP2409978A JPS6032552B2 JP S6032552 B2 JPS6032552 B2 JP S6032552B2 JP 53024099 A JP53024099 A JP 53024099A JP 2409978 A JP2409978 A JP 2409978A JP S6032552 B2 JPS6032552 B2 JP S6032552B2
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- laser
- laser beam
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- metal
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本考案は複数校の金属板を横層した構造を有する各種電
磁部品等の任意の板厚の各金属板間を、光学的な枚数検
出機構を使用することによって、あらかじめ設定した任
意の枚数毎に自動的に溶接することを可能にした金属積
層板のレーザ自動溶接機に関するものである。
磁部品等の任意の板厚の各金属板間を、光学的な枚数検
出機構を使用することによって、あらかじめ設定した任
意の枚数毎に自動的に溶接することを可能にした金属積
層板のレーザ自動溶接機に関するものである。
従来、電磁部品等における金属積層板の積層構造は第１
図に示すように、複数校の金属板１を複数個のリベット
５によってかしせた構造、もしくは第２図に示すように
所要の金属積層枚数毎に、金属板２と同形状の合成樹脂
板（または異種金属板）等のスべ−サ６を挿入し、接着
剤によって接着する構造を有するものが多い。
図に示すように、複数校の金属板１を複数個のリベット
５によってかしせた構造、もしくは第２図に示すように
所要の金属積層枚数毎に、金属板２と同形状の合成樹脂
板（または異種金属板）等のスべ−サ６を挿入し、接着
剤によって接着する構造を有するものが多い。
前者の場合、積層工程の自動化が困難であり、金属板の
板厚、枚数に合わせた種々のりペットが必要である他、
小形の部品に対して適用することが困難である等の欠点
を有している。後者はスべ−サが必要であることおよび
所要の金属積層枚数毎にスべ−サを挿入する工程が必要
となり、特に金属板が薄い場合、枚数の検出誤差が大き
い等の欠点を有する。さらに接着剤を使用するため、生
産の自動化が困難であり、接着剤の乾燥に相当な時間を
要していた。また、従来の溶接方法によって金属板を溶
接する場合、溶接による金属板に対する熱影響が大きく
、溶接部分を微細化することが困難なことに起因する金
属積層板の磁気特性の劣化が著しく、実用化は困難な実
状であった。本発明はかかる点に鑑み、金属板の枚数検
出機構としてレーザ光のような可千渉性を有する光を微
小スポットに集光し、金属板を整列し重ね合わせた金属
積層板の端面上に照射せしめ、レーザ光、あるいは金属
積層板を金属板の板厚方向に走行させながら、前記レー
ザ光の各金属板端面からの反射光を受光素子によって検
出するもである。
板厚、枚数に合わせた種々のりペットが必要である他、
小形の部品に対して適用することが困難である等の欠点
を有している。後者はスべ−サが必要であることおよび
所要の金属積層枚数毎にスべ−サを挿入する工程が必要
となり、特に金属板が薄い場合、枚数の検出誤差が大き
い等の欠点を有する。さらに接着剤を使用するため、生
産の自動化が困難であり、接着剤の乾燥に相当な時間を
要していた。また、従来の溶接方法によって金属板を溶
接する場合、溶接による金属板に対する熱影響が大きく
、溶接部分を微細化することが困難なことに起因する金
属積層板の磁気特性の劣化が著しく、実用化は困難な実
状であった。本発明はかかる点に鑑み、金属板の枚数検
出機構としてレーザ光のような可千渉性を有する光を微
小スポットに集光し、金属板を整列し重ね合わせた金属
積層板の端面上に照射せしめ、レーザ光、あるいは金属
積層板を金属板の板厚方向に走行させながら、前記レー
ザ光の各金属板端面からの反射光を受光素子によって検
出するもである。
この方法によれば、重ね合せた金属積層板の端面上にお
いて、各金属板端面は、レーザ光の反射率が高く、各金
属板端面間の境界部分は反射率が低いため、各金属板の
枚数に対応して変調を受けた反射レーザ光が得られるた
め、この反射光の強弱を受光素子を介して電気的パルス
に交換できる。このパルスは整形、計数することによっ
て「任意に設定された金属板の枚数に対応した電気的パ
ルス変換される。このパルスによって溶接用の熱源であ
る熔援用レーザ光を開閉せしめ、整列された複数枚の金
属積層板をあらかじめ任意に設定された枚数毎に自動的
に溶接することができる。以下に示す一実施例によって
本発明を詳細に説明する。第３図は本発明によるレーザ
自動熔接機の概略を示しており、定速度で矢印７の方向
に移動する移動テーブル８上の拾臭９内に複数枚の金属
板３が収容されている。
いて、各金属板端面は、レーザ光の反射率が高く、各金
属板端面間の境界部分は反射率が低いため、各金属板の
枚数に対応して変調を受けた反射レーザ光が得られるた
め、この反射光の強弱を受光素子を介して電気的パルス
に交換できる。このパルスは整形、計数することによっ
て「任意に設定された金属板の枚数に対応した電気的パ
ルス変換される。このパルスによって溶接用の熱源であ
る熔援用レーザ光を開閉せしめ、整列された複数枚の金
属積層板をあらかじめ任意に設定された枚数毎に自動的
に溶接することができる。以下に示す一実施例によって
本発明を詳細に説明する。第３図は本発明によるレーザ
自動熔接機の概略を示しており、定速度で矢印７の方向
に移動する移動テーブル８上の拾臭９内に複数枚の金属
板３が収容されている。
枚数検出用のＨｅ−Ｎｅレーザ発振器奪０から発せられ
たレーザ光亀１‘ま１００％反射率のミラー憲３によっ
て下方に反射され、ハーフミラー１６および集光レンズ
１６を通して金属板３の端面１８または境界部分１９に
照射される。端面１８からの反射光は、再び集光レンズ
１６を通り、ハーフミラー１５によって反射され受光素
子２０１こより検出されるがＬ境界部分１９からの反射
光は異方向に反射されるため受光素子２０の受光量は小
さく、信号の強弱によって金属板数をカウントすること
ができる。超音波Ｑスイッチ素子をレーザ共振器内に内
蔵した溶接用レーザとしてのＣＷ発振のＮｄ：ＹＡＧレ
ーザ装置２１から発せられたレーザ光１２は１００％反
射率のミラー１４によって下方に反射され、集光レンズ
１７を通してレーザピーム２３として前記検出用レーザ
光２２と同一の金属板３の端面１８に照射される。以上
の構造において複数の金属板３を前記検出用レーザ光２
２および溶接用レーザ光２３に対し、矢印７の方向に走
行させることにより、受光素子２０１こ検出される検出
パルスは第４図に示すように、金属板４の板厚に対応し
た検出パルス２４として出力される。この検出パルスを
第５図に示す制御回路の同期パルス発生回路に加え検出
パルス２４に同期した同期パルス２５を発生させた後、
この同期パルス２５よりｔ時間遅れた遅延パルス２６を
得る。この時間ｔの大きさは金属板４の板厚の約ｉ′２
に相当する金属積層板の移動時間とするのが適切である
。この遅延パルス２６はパルス計数回路に入力されると
パルス計数回路は予め設定された金属板の枚数分に相当
するパルス、この実施例でではパルスの教えはじめおよ
び３パルスを教え終った時点で計数パルス２７を発生す
る。この計数パルスはフリツプフロツプ回路に加えられ
、フリツプフロツプ回路の出力パルス２８は超音波Ｑス
イッチ素子を駆動する駆動パルスとなる。このＱスイッ
チ駆動パルス２８により第３図に示す溶接用レーザ発振
器２１内の超音波Ｑスイッチ素子を駆動することができ
、第３図に示すごと〈、任意の枚数分に相当する金属坂
間の溶接を自動的に行うことができる。なお２９はしー
ザ光２３を受けてできた溶接の軌跡である。なお、上記
実施例は３枚の金属板を溶接する場合を示しているが、
任意の枚数に対する設定は計数回路の変更または切替に
より容易に行なうことができる。また第４図における遅
延パルス２６の時間ｔについては第３図に示す検出用レ
ーザ光２２の照射位置を溶接用レーザ光２３に対し時間
ｔに相当する距離だけ遅らせることによっても容易に行
なうことができ、この場合には遅延回路は必要としない
。以上のように本発明によれば、金属板の枚数検出用と
してレーザ光を用いることにより、数〃ｍ程度の板厚を
有する金属板に対して検出誤差なく枚数を計数すること
ができ、任意に設定された枚数毎の金属板間溶接を誤り
なく、かつ迅速に行なうことができる。また「本発明に
おいては枚数検出および溶接にレーザ光を使用している
ため、枚数検出、溶接ともすべて非接触で行なわれるこ
とから複数枚の金属板を収容した複数個の治具を移動テ
ーブル上に搭載し、移動テーブルを自動的に操作するこ
とによって非常に多くの金属板の溶接を可能にし得るレ
ーザ自動溶接機を構成することができる。このような構
成によるレーザ自動溶接機においては、従来のように任
意枚数毎の金属板間に挿入するスベーサ「およびスベー
サの挿入工程も不要であり、本装置を使用する作業者は
、複数枚の金属板を収容した治具を移動テーブル上に設
置し、走行ボタンを押すことによってすべて自動的に溶
接作業を遂行することができる。本発明の実施例におい
ては、溶接用レーザ光の光源として連続発振のＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザを使用しているが、パルス励起型レーザまた
は炭酸ガスレーザ等を溶接用レーザとして使用してもよ
いことは明白である。
たレーザ光亀１‘ま１００％反射率のミラー憲３によっ
て下方に反射され、ハーフミラー１６および集光レンズ
１６を通して金属板３の端面１８または境界部分１９に
照射される。端面１８からの反射光は、再び集光レンズ
１６を通り、ハーフミラー１５によって反射され受光素
子２０１こより検出されるがＬ境界部分１９からの反射
光は異方向に反射されるため受光素子２０の受光量は小
さく、信号の強弱によって金属板数をカウントすること
ができる。超音波Ｑスイッチ素子をレーザ共振器内に内
蔵した溶接用レーザとしてのＣＷ発振のＮｄ：ＹＡＧレ
ーザ装置２１から発せられたレーザ光１２は１００％反
射率のミラー１４によって下方に反射され、集光レンズ
１７を通してレーザピーム２３として前記検出用レーザ
光２２と同一の金属板３の端面１８に照射される。以上
の構造において複数の金属板３を前記検出用レーザ光２
２および溶接用レーザ光２３に対し、矢印７の方向に走
行させることにより、受光素子２０１こ検出される検出
パルスは第４図に示すように、金属板４の板厚に対応し
た検出パルス２４として出力される。この検出パルスを
第５図に示す制御回路の同期パルス発生回路に加え検出
パルス２４に同期した同期パルス２５を発生させた後、
この同期パルス２５よりｔ時間遅れた遅延パルス２６を
得る。この時間ｔの大きさは金属板４の板厚の約ｉ′２
に相当する金属積層板の移動時間とするのが適切である
。この遅延パルス２６はパルス計数回路に入力されると
パルス計数回路は予め設定された金属板の枚数分に相当
するパルス、この実施例でではパルスの教えはじめおよ
び３パルスを教え終った時点で計数パルス２７を発生す
る。この計数パルスはフリツプフロツプ回路に加えられ
、フリツプフロツプ回路の出力パルス２８は超音波Ｑス
イッチ素子を駆動する駆動パルスとなる。このＱスイッ
チ駆動パルス２８により第３図に示す溶接用レーザ発振
器２１内の超音波Ｑスイッチ素子を駆動することができ
、第３図に示すごと〈、任意の枚数分に相当する金属坂
間の溶接を自動的に行うことができる。なお２９はしー
ザ光２３を受けてできた溶接の軌跡である。なお、上記
実施例は３枚の金属板を溶接する場合を示しているが、
任意の枚数に対する設定は計数回路の変更または切替に
より容易に行なうことができる。また第４図における遅
延パルス２６の時間ｔについては第３図に示す検出用レ
ーザ光２２の照射位置を溶接用レーザ光２３に対し時間
ｔに相当する距離だけ遅らせることによっても容易に行
なうことができ、この場合には遅延回路は必要としない
。以上のように本発明によれば、金属板の枚数検出用と
してレーザ光を用いることにより、数〃ｍ程度の板厚を
有する金属板に対して検出誤差なく枚数を計数すること
ができ、任意に設定された枚数毎の金属板間溶接を誤り
なく、かつ迅速に行なうことができる。また「本発明に
おいては枚数検出および溶接にレーザ光を使用している
ため、枚数検出、溶接ともすべて非接触で行なわれるこ
とから複数枚の金属板を収容した複数個の治具を移動テ
ーブル上に搭載し、移動テーブルを自動的に操作するこ
とによって非常に多くの金属板の溶接を可能にし得るレ
ーザ自動溶接機を構成することができる。このような構
成によるレーザ自動溶接機においては、従来のように任
意枚数毎の金属板間に挿入するスベーサ「およびスベー
サの挿入工程も不要であり、本装置を使用する作業者は
、複数枚の金属板を収容した治具を移動テーブル上に設
置し、走行ボタンを押すことによってすべて自動的に溶
接作業を遂行することができる。本発明の実施例におい
ては、溶接用レーザ光の光源として連続発振のＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザを使用しているが、パルス励起型レーザまた
は炭酸ガスレーザ等を溶接用レーザとして使用してもよ
いことは明白である。
しかし金属板に対する熱影響を最小にし、金属板の磁気
特性の劣化を最小限に留めたい場合には溶接部分を非常
に微細化する必要があり、レーザ光のスポット径を４・
さくするためには比較的波長が短かく「出力の大きいレ
ーザ光が適切である。この溶接用レーザ光を開閉させる
ためのＱスイッチについて本実施例では超音波Ｑスイッ
チを使用しているが、振動鏡Ｑスイッチ、ポックルスＱ
スイッチ等でもよく、その他、機械的シャッターや共振
器外に設けられた各種の光シャッターでもよいことは明
白である。枚数検出用レーザ光の光源としては板厚の薄
い金属板に対してはしーザ光のスポット径を微小にする
必要があり、比較的波長の短かし、レーザ光が適切であ
る。また枚数検出用のレーザ光は本実施例に示すように
、溶接用レーザ光と個別の光学系によって構成すること
もできるが、共通の光学系を使用することも可能である
。また、枚数検出用レーザ光を溶接用レーザ光に対し直
角方向、または垂直方向（第３図における下方向）から
照射してもよい。なお枚数検出用の光源として発光ダイ
オードＷランプ等を用いてもよい。本発明における溶接
物は単に金属板としているが、溶接による金属板の磁気
特性の劣化をより小さくするには金属板の表面に酸化皮
膜を生成させることが適切である。
特性の劣化を最小限に留めたい場合には溶接部分を非常
に微細化する必要があり、レーザ光のスポット径を４・
さくするためには比較的波長が短かく「出力の大きいレ
ーザ光が適切である。この溶接用レーザ光を開閉させる
ためのＱスイッチについて本実施例では超音波Ｑスイッ
チを使用しているが、振動鏡Ｑスイッチ、ポックルスＱ
スイッチ等でもよく、その他、機械的シャッターや共振
器外に設けられた各種の光シャッターでもよいことは明
白である。枚数検出用レーザ光の光源としては板厚の薄
い金属板に対してはしーザ光のスポット径を微小にする
必要があり、比較的波長の短かし、レーザ光が適切であ
る。また枚数検出用のレーザ光は本実施例に示すように
、溶接用レーザ光と個別の光学系によって構成すること
もできるが、共通の光学系を使用することも可能である
。また、枚数検出用レーザ光を溶接用レーザ光に対し直
角方向、または垂直方向（第３図における下方向）から
照射してもよい。なお枚数検出用の光源として発光ダイ
オードＷランプ等を用いてもよい。本発明における溶接
物は単に金属板としているが、溶接による金属板の磁気
特性の劣化をより小さくするには金属板の表面に酸化皮
膜を生成させることが適切である。
以上のように「本発明は金属坂間の溶接を迅速かつ自動
的に行なうことができるため、本発明を使用することに
よって大幅に生産性を向上させ、工数を削減することが
できるものであり、その実用効果は大なるものである。
図面の簡単な説明第１図、第２図は従来の工法を示す斜
視図、第３図は本発明による一実施例を示す斜視図、第
４図、第５図はそれぞれ本発明による枚数検出方法を示
すパルス波形およびブロック回路図である。
的に行なうことができるため、本発明を使用することに
よって大幅に生産性を向上させ、工数を削減することが
できるものであり、その実用効果は大なるものである。
図面の簡単な説明第１図、第２図は従来の工法を示す斜
視図、第３図は本発明による一実施例を示す斜視図、第
４図、第５図はそれぞれ本発明による枚数検出方法を示
すパルス波形およびブロック回路図である。
１〜４・・・・・・金属板、５・・…・リベット、６．
．・・．・スベーサ、７・・・・・・矢印、８…・・・
移動テーフル、９・・・・・・俗臭、１０・…・・枚数
検出用レーザ発振器、１１〜１２……レーザ光、１３〜
１４……１００％ミラー、１５・・・・・・ハーフミラ
ー、１６〜１７…・・・集光レンズ、１８…・・・端面
、１９・・…・境界部分、２０・・・・・・受光素子、
２１・・・・・・溶接用レーザ発振器、２２・・・…検
出用レーザ光、２３……溶接用レーザ光、２４…・・・
検出パルス、２５…・・・同期パルス、２６・・・・・
・遅延パルス、２７…・・・計数パルス、２８・・・・
・・Ｑスイッチ駆動パルス。
．・・．・スベーサ、７・・・・・・矢印、８…・・・
移動テーフル、９・・・・・・俗臭、１０・…・・枚数
検出用レーザ発振器、１１〜１２……レーザ光、１３〜
１４……１００％ミラー、１５・・・・・・ハーフミラ
ー、１６〜１７…・・・集光レンズ、１８…・・・端面
、１９・・…・境界部分、２０・・・・・・受光素子、
２１・・・・・・溶接用レーザ発振器、２２・・・…検
出用レーザ光、２３……溶接用レーザ光、２４…・・・
検出パルス、２５…・・・同期パルス、２６・・・・・
・遅延パルス、２７…・・・計数パルス、２８・・・・
・・Ｑスイッチ駆動パルス。
第１図
第２図
第３図
第４図
第５図
Claims (1)
- １ 溶接用レーザ装置と、レーザ光の開閉手段とを含み
金属部材個片を積重ねた積層金属部材を溶接するレーザ
加工装置において、前記積層金属部材端面に照射して得
られる反射光を検出して前記金属部材個片数を検出する
光学装置を含みこの光学装置の出力信号によつて前記開
閉手段段を制御し、前記金属部材個片を所定の枚数毎に
自動的に溶接することを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53024099A JPS6032552B2 (ja) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53024099A JPS6032552B2 (ja) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54116357A JPS54116357A (en) | 1979-09-10 |
| JPS6032552B2 true JPS6032552B2 (ja) | 1985-07-29 |
Family
ID=12128915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53024099A Expired JPS6032552B2 (ja) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032552B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60251611A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Canon Electronics Inc | シ−トコイルの製造方法 |
| JPH0683960U (ja) * | 1993-05-14 | 1994-12-02 | 住友エール株式会社 | エアーヒータ予熱式エンジンの始動性向上回路 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3216552B1 (en) * | 2016-03-09 | 2018-12-12 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Laser welding methods, method of manufacturing a welded body, method of manufacturing electrode for spark plug, and method of manufacturing spark plug based on such laser welding methods |
| DE102016222531A1 (de) * | 2016-11-16 | 2018-05-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels Laserstrahlung und Schweißverbindung |
-
1978
- 1978-03-02 JP JP53024099A patent/JPS6032552B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60251611A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Canon Electronics Inc | シ−トコイルの製造方法 |
| JPH0683960U (ja) * | 1993-05-14 | 1994-12-02 | 住友エール株式会社 | エアーヒータ予熱式エンジンの始動性向上回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54116357A (en) | 1979-09-10 |
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