JPH0249194B2 - - Google Patents
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- 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
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ溶接機に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a laser welder.
［従来の技術］
第３図は、従来のレーザ溶接機の一例を示す図
である。[Prior Art] FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional laser welding machine.
レーザ照射手段１０からのレーザ１１が被溶接
部材３０の溶接点３１に照射され、この溶接点３
１において加熱溶接される。 A laser 11 from a laser irradiation means 10 is irradiated to a welding point 31 of a member to be welded 30, and this welding point 3 is
1, heat welding is performed.
一方、溶接点３１およびその周辺からの光が、
結像レンズ２１を通過し、ミラー２０で反射して
撮像素子４０の撮像面で決像される。なお、ミラ
ー２０には透孔２０ａが設けられている。 On the other hand, the light from the welding point 31 and its surroundings is
The light passes through the imaging lens 21, is reflected by the mirror 20, and is imaged on the imaging surface of the image sensor 40. Note that the mirror 20 is provided with a through hole 20a.
したがつて、第４図に示すように、撮像素子４
０で結像した画像が、CRT等の画面４１に表示
される。このために、被溶接部材３０および溶接
点３１の溶接状態を、作業員が容易に視認するこ
とができる。 Therefore, as shown in FIG.
The image formed at 0 is displayed on a screen 41 such as a CRT. Therefore, the welding state of the welded member 30 and the welding point 31 can be easily visually checked by the worker.
［従来技術の問題点］
上記従来例においては、溶接状態の検査は行な
われていないか、もし行なわれていたとしても、
作業員の目視による検査である。[Problems with the prior art] In the above conventional example, the welding condition is not inspected, or even if it is,
This is a visual inspection by the worker.
したがつて、その溶接が確実になされたか否か
の検査は、実際には行なわれていないので、信頼
性の高い製品を期待することができない。 Therefore, since no inspection is actually conducted to determine whether or not the welding has been performed reliably, highly reliable products cannot be expected.
もつとも、溶接の異常を確実に検査することは
できるが、その場合、溶接の後に、検査工程を設
けなければならないので、全体の製造工程が複雑
になるという問題がある。 Although it is possible to reliably inspect welding for abnormalities, in that case an inspection process must be performed after welding, which poses a problem in that the entire manufacturing process becomes complicated.
［発明の目的］
本発明は、上記従来技術の問題点に着目してな
されたものであり、溶接の良否を容易に判別する
ことができるとともに、その溶接良否の判別を、
溶接と同時に行なうことができるレーザ溶接機を
提供することを目的とするものである。[Object of the Invention] The present invention has been made by focusing on the above-mentioned problems of the prior art, and can easily determine whether welding is good or bad.
The object of the present invention is to provide a laser welding machine that can perform welding at the same time.
［発明の実施例］
第１図は、本発明の一実施例を示す説明図であ
る。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
レーザ照射手段１０は、溶接点３１に炭酸ガス
レーザ１１を照射するものである。 The laser irradiation means 10 irradiates the welding point 31 with a carbon dioxide laser 11 .
一次ミラー５０は、第３図に示す全反射ミラー
２０と同様のものであり、その中央部分に透孔５
０ａを有する。この透孔５０ａは、レーザ１１が
溶接点３１に向う通路に設けられたものである。 The primary mirror 50 is similar to the total reflection mirror 20 shown in FIG.
It has 0a. This through hole 50a is provided in a path through which the laser 11 goes toward the welding point 31.
なお、一次ミラー５０は、レーザ照射手段１０
から溶接点３１までの光路中に設けられ、溶接点
３１から受けた光を反射するミラーである。 Note that the primary mirror 50 is connected to the laser irradiation means 10.
This mirror is provided in the optical path from the welding point 31 to the welding point 31 and reflects the light received from the welding point 31.
ダイクロイツクミラー６０は、一次ミラー５０
と撮像素子４０との間に設けられ、赤外線を反射
し、可視光を通過するミラーである。 The dichroic mirror 60 is the primary mirror 50
This mirror is provided between the image sensor 40 and the image sensor 40, and reflects infrared rays and passes visible light.
光フアイバ６１は、ダイクロイツクミラー６０
で反射された赤外線を通過させるものであり、そ
の端面６１ａは、結像レンズ２１によつて集光さ
れた溶接点３１の像を結像させる位置に設けられ
ている。 The optical fiber 61 is a dichroic mirror 60
The end face 61a is provided at a position where an image of the welding point 31 focused by the imaging lens 21 is formed.
赤外線センサ７０は、ダイクロイツクミラー６
０で反射した赤外線のうち、レーザ１１の波長域
以外の波長域を有する赤外線に基づいて溶接点３
１の温度を測定するセンサである。 The infrared sensor 70 is a dichroic mirror 6
Among the infrared rays reflected by the laser 11, the welding point 3 is
This is a sensor that measures the temperature of 1.
判別手段８０は、赤外線センサ７０からの出力
信号が所定値以上である場合に、溶接点３１にお
ける溶接が良好に行なわれたことを示す良好信号
を出力するものであり、赤外線センサ７０からの
出力信号が所定値より少ない場合には、溶接不良
信号を発生するものである。 The determining means 80 outputs a good signal indicating that welding at the welding point 31 has been successfully performed when the output signal from the infrared sensor 70 is equal to or higher than a predetermined value. If the signal is less than a predetermined value, a welding defect signal is generated.
次に、上記実施例の動作について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be explained.
レーザ照射手段１０からレーザ１１が照射さ
れ、溶接点３１において加熱溶接される。 Laser 11 is irradiated from laser irradiation means 10, and heat welding is performed at welding point 31.
この場合に、溶接点３１およびその周辺におい
て、可視光が反射し赤外線が発生し、これらの光
を結像レンズ２１が集光する。そして、集光され
た光は、一次ミラー５０によつて全反射され、そ
の反射された光のうち、可視光はダイクロイツク
ミラー６０を通過して撮像素子４０の撮像面で結
像する。これによつて、第４図に示す従来例と同
様に、CRT等の画面４１上に、溶接点３１およ
びその周辺が表示される。この表示内容に基づい
て、作業者は、レーザ溶接に関する位置合わせ等
の操作を、容易に行なうことができる。 In this case, visible light is reflected at and around the welding point 31 and infrared rays are generated, and the imaging lens 21 focuses this light. The focused light is totally reflected by the primary mirror 50, and visible light of the reflected light passes through the dichroic mirror 60 and forms an image on the imaging surface of the image sensor 40. As a result, the welding point 31 and its surroundings are displayed on the screen 41 of a CRT or the like, similar to the conventional example shown in FIG. Based on this display content, the operator can easily perform operations such as positioning regarding laser welding.
一方、溶接点３１で反射された反射光のうち、
赤外線はダイクロイツクミラー６０で反射され、
光フアイバ６１の端面６１ａで結像する。この結
像された光は、光フアイバ６１を通過して、赤外
線センサ７０に送られる。赤外線センサ７０は、
受けた赤外線のうち、レーザ１１の波長域以外の
波長域の赤外線に基づいて、レーザ溶接時の表面
温度を検出し、その表面温度に応じた信号が出力
される。そして、赤外線センサ７０の出力信号に
基づいて、表面温度が所定値以上の場合に限つ
て、判別手段８０が溶接良好信号を出力する。こ
れによつて、溶接が良好の場合には、たとえば、
所定のランプが点灯する。 On the other hand, among the reflected light reflected at the welding point 31,
The infrared rays are reflected by the dichroic mirror 60,
An image is formed on the end face 61a of the optical fiber 61. This imaged light passes through the optical fiber 61 and is sent to the infrared sensor 70. The infrared sensor 70 is
Among the received infrared rays, the surface temperature during laser welding is detected based on the infrared rays in a wavelength range other than the wavelength range of the laser 11, and a signal corresponding to the surface temperature is output. Then, based on the output signal of the infrared sensor 70, the determining means 80 outputs a welding good signal only when the surface temperature is equal to or higher than a predetermined value. This allows, if the weld is good, e.g.
A predetermined lamp lights up.
このように、レーザ照射による溶接と同時に、
その溶接点３１における溶接の状態を、作業者が
容易に把握することができる。 In this way, at the same time as welding by laser irradiation,
The operator can easily grasp the welding state at the welding point 31.
上記実施例においては、光フアイバ６１を使用
し、これによつて、赤外線センサ７０の設置位置
を自由に選択することができる。しかし、光フア
イバ６１を省略するようにしてもよい。この場
合、赤外線センサ７０の受光面を、光フアイバ６
１の端面６１ａと同じ位置に設置する必要があ
る。 In the embodiment described above, the optical fiber 61 is used, so that the installation position of the infrared sensor 70 can be freely selected. However, the optical fiber 61 may be omitted. In this case, the light receiving surface of the infrared sensor 70 is connected to the optical fiber 6.
It is necessary to install it at the same position as the end surface 61a of No. 1.
また、ダイクロイツクミラー６０は、赤外線を
赤外線センサ７０に送るという作用の他に、撮像
素子４０の撮像面に赤外線を送らないことによつ
て、撮像面における焼き付きを防止するという作
用がある。 In addition to the function of transmitting infrared rays to the infrared sensor 70, the dichroic mirror 60 also has the function of preventing burn-in on the imaging surface by not transmitting infrared rays to the imaging surface of the image sensor 40.
さらに、一次ミラー５０の中央部における透孔
５０ａを設ける必要はない。ただし、この場合、
遠赤外波長の赤外線によつて透孔ができる。そし
て、一次ミラー５０を全反射ミラーでなくハーフ
ミラーとするようにしてもよい。 Furthermore, it is not necessary to provide the through hole 50a in the center of the primary mirror 50. However, in this case,
Through-holes are created by infrared rays of far-infrared wavelengths. Further, the primary mirror 50 may be a half mirror instead of a total reflection mirror.
また、被溶接部材３０としては、ワイヤ同志の
組合せ、ワイヤと端子との組合せの他に、スポツ
ト溶接が可能なものであれば、何を採用してもよ
い。 Further, as the member to be welded 30, in addition to a combination of wires and a combination of wires and terminals, any material that can be spot welded may be used.
第２図は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。なお、第１図に示す実施例に使用されている
部材と同じ部材については、同一の符号を付して
その説明を省略する。 FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention. Incidentally, the same members as those used in the embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
この実施例は、レーザ照射手段１０ａがヤグレ
ーザ１１ａを発生するものである。 In this embodiment, the laser irradiation means 10a generates a YAG laser 11a.
ダイクロツクミラー９０は、ヤグレーザを通過
させるが、赤外線センサ７０で検出する赤外線を
反射するものであり、ダイクロイツクミラー６０
は、ヤグレーザを反射させるが、可視光を通過さ
せるものである。 The dichroic mirror 90 allows the YAG laser to pass through, but reflects the infrared rays detected by the infrared sensor 70, and the dichroic mirror 60
reflects the YAG laser but allows visible light to pass through.
レーザ１１ａは、ダイクロイツクミラー９０を
通過し、ダイクロイツクミラー６０で反射し、加
工レンズ２２を介して、溶接点３１に集光する。
これによつて、溶接点３１において溶接が行なわ
れる。 The laser beam 11a passes through the dichroic mirror 90, is reflected by the dichroic mirror 60, and is focused on the welding point 31 via the processing lens 22.
As a result, welding is performed at the welding point 31.
この場合、溶接点３１からの光のうち、赤外線
が、ダイクロツクミラー６０で反射し、その後、
ダイクロイツクミラー９０で反射した赤外線が、
レンズ２４を介して、赤外線センサ７０で結像す
る。 In this case, the infrared rays of the light from the welding point 31 are reflected by the dichroic mirror 60, and then
The infrared rays reflected by the dichroic mirror 90,
An image is formed by an infrared sensor 70 via a lens 24.
一方、溶接点３１からの光のうち、可視光は、
ダイクロイツクミラー６０を通過し、レンズ２３
を介して、撮像素子４０に結像する。 On the other hand, among the light from the welding point 31, visible light is
It passes through the dichroic mirror 60 and the lens 23
The image is formed on the image sensor 40 via the .
第２図の実施例における撮像素子４０、赤外線
センサ７０の動作は、第１図の場合と同様であ
る。 The operations of the image sensor 40 and the infrared sensor 70 in the embodiment shown in FIG. 2 are the same as in the case shown in FIG.
また、第２図の実施例の点３１に、図示しない
光フアイバの一方の端面を配置し、この光フアイ
バを介して上記ヤグレーザ、温度測定用の赤外線
および撮像用の光を導いてもよい。この場合、上
記光フアイバの他方の端面側に、その光フアイバ
から出射した光を平行光にするレンズと、その平
行光を集光する集光レンズとを設ける。 Alternatively, one end face of an optical fiber (not shown) may be placed at point 31 in the embodiment of FIG. 2, and the YAG laser, infrared rays for temperature measurement, and light for imaging may be guided through this optical fiber. In this case, a lens that converts the light emitted from the optical fiber into parallel light and a condenser lens that collects the parallel light are provided on the other end surface side of the optical fiber.
このようにすると、加工点を自由に移動するこ
とができる。なお、上記光フアイバを使用する場
合、加工レンズ２２は集光レンズとなる。 In this way, the processing point can be moved freely. In addition, when using the above-mentioned optical fiber, the processed lens 22 becomes a condensing lens.
なお、赤外線を反射し可視光が通過するダイク
ロイツクミラー６０，９０としては、河合光学株
式会社製のYAGレーザ用ミラーを使用してもよ
い。このYAGレーザ用ミラーは、誘電体多層膜
であつて吸収散乱が非常に少ない反射膜である。
なお、蒸着物質、膜厚を変えることによつて、
0.193μｍ〜15.5μｍの範囲で任意の波長で任意の
反射率0.1〜99.5のミラーを製作することが可能
である。 Note that as the dichroic mirrors 60 and 90 that reflect infrared rays and pass visible light, YAG laser mirrors manufactured by Kawai Optical Co., Ltd. may be used. This YAG laser mirror is a dielectric multilayer film and a reflective film with very little absorption and scattering.
By changing the deposition material and film thickness,
It is possible to manufacture a mirror with any reflectance of 0.1 to 99.5 at any wavelength in the range of 0.193 μm to 15.5 μm.
また、レーザの波長域以外の波長域を有する赤
外線に基づいて、溶接点の温度を測定する赤外線
センサ７０としては、光導電セルを使用してもよ
い。すなわち、近代科学社発行「赤外線工学」
（和田正信、中野朝安共訳）の第153〜154頁に記
載されているように、光導電セルの使用できる波
長域は1.5〜5.6μｍであり、レーザ１１としてヤ
グレーザを使用するとその波長域は1.06±0.1μｍ
であるので、光導電セルは、「レーザの波長域以
外の波長域を有する赤外線に基づいて、溶接点の
温度を測定する」ものである。勿論、ヤグレーザ
以外のレーザを使用すれば、その波長域は変わる
が、その場合には、その波長域とは異なる波長域
を使用できる赤外線センサ（近代科学社発行「赤
外線工学」に記載の赤外線センサ等）を使用すれ
ばよい。 Furthermore, a photoconductive cell may be used as the infrared sensor 70 that measures the temperature of the welding point based on infrared rays having a wavelength range other than the laser wavelength range. In other words, "Infrared Engineering" published by Kindai Kagakusha
(Co-translated by Masanobu Wada and Toyasu Nakano), pages 153-154, the usable wavelength range of a photoconductive cell is 1.5-5.6 μm, and if a YAG laser is used as the laser 11, the wavelength range is 1.06±0.1μm
Therefore, the photoconductive cell "measures the temperature of the welding point based on infrared rays having a wavelength range other than the wavelength range of the laser." Of course, if a laser other than the YAG laser is used, the wavelength range will change, but in that case, an infrared sensor that can use a wavelength range different from that wavelength range (an infrared sensor described in "Infrared Engineering" published by Kindai Kagakusha) etc.) can be used.
［発明の効果］
本発明によれば、溶接の良否を容易に判別する
ことができるとともに、その溶接良否の判別を、
溶接と同時に行なうことができるという効果を有
する。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to easily determine the quality of welding, and the determination of the quality of welding can be
This has the advantage that it can be performed simultaneously with welding.
第１図は、本発明の一実施例を示す説明図であ
る。第２図は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。第３図は、従来のレーザ溶接機を示す説明図
である。第４図は、上記従来例におけるCRT等
の画面を示す図である。
１０，１０ａ……レーザ照射手段、３１……溶
接点、４０……撮像素子、５０……一次ミラー、
６０……ダイクロイツクミラー、６１……光フア
イバ、７０……赤外線センサ、８０……判別手
段。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conventional laser welding machine. FIG. 4 is a diagram showing a screen of a CRT or the like in the conventional example. 10, 10a... Laser irradiation means, 31... Welding point, 40... Image pickup element, 50... Primary mirror,
60... Dichroic mirror, 61... Optical fiber, 70... Infrared sensor, 80... Discrimination means.
Claims (1)
と； 前記溶接点からの光のうち、赤外線を反射し可
視光が通過するダイクロイツクミラーと； 前記溶接点からの光のうち、前記ダイクロイツ
クミラーを通過した可視光を受ける撮像手段と； 前記ダイクロイツクミラーで反射した赤外線で
あつて、前記レーザの波長域以外の波長域を有す
る赤外線に基づいて、前記溶接点の温度を測定す
る赤外線センサと； を有することを特徴とするレーザ溶接機。 ２ 特許請求の範囲第１項において、 前記ダイクロイツクミラーと前記赤外線センサ
との間に、光フアイバが設けられていることを特
徴とするレーザ溶接機。[Scope of Claims] 1. Laser irradiation means for irradiating laser to the welding point; A dichroic mirror that reflects infrared rays and transmits visible light among the light from the welding point; Out of the light from the welding point, a dichroic mirror that reflects infrared rays and passes visible light; , an imaging means for receiving visible light that has passed through the dichroic mirror; and measuring the temperature of the welding point based on the infrared rays reflected by the dichroic mirror and having a wavelength range other than the wavelength range of the laser. A laser welding machine comprising: an infrared sensor for measuring; 2. The laser welding machine according to claim 1, wherein an optical fiber is provided between the dichroic mirror and the infrared sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60146399A JPS626789A (en) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | Laser beam welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60146399A JPS626789A (en) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | Laser beam welding machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS626789A JPS626789A (en) | 1987-01-13 |
| JPH0249194B2 true JPH0249194B2 (en) | 1990-10-29 |
Family
ID=15406822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60146399A Granted JPS626789A (en) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | Laser beam welding machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS626789A (en) |
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| JPS626789A (en) | 1987-01-13 |
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