CN104923916B - 激光焊接装置以及激光焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在远程激光焊接中也能够准确地检测一次打点的打点开始与打点结束的激光焊接装置。激光焊接装置(100)具备：激光照射头(10)，其照射激光；光学***(20)，其使激光聚光并在工件上进行扫描；受光部(30)，其接受激光从工件(W)反射的反射光；以及控制器(50)，其根据受光部(30)所接受的反射光来判断一次打点的打点开始和打点结束，受光部(30)仅接受反射光中的激光反射光以及等离子体光，控制器(50)当反射光的强度为设定强度(P2)以上的时间在设定时间(t1)以上时判断为打点开始，当反射光的强度为设定强度(P1)以下的时间在设定时间(t2)以上时判断为打点结束。

Description

激光焊接装置以及激光焊接方法
技术领域
本发明涉及激光焊接装置以及激光焊接方法的技术。
背景技术
激光焊接是指向工件(例如，2张钢板)照射激光来使工件局部熔融以及凝固从而将工件接合起来的焊接。在激光焊接装置中，作为激光焊接检查，例如根据来自工件焊接部的反射光来比较焊接过的打点(例如，专利文献1)。
近年来，在汽车车体的焊接中，点焊也采用了远程激光焊接。远程激光焊接是指利用反射镜使长焦距的激光束扫描焊接部，来进行焊接。
在这样的远程激光焊接中，在一次打点(焊接一个点的工序)中进行焊接用激光照射、检查用激光照射等多阶段的激光照射，所以很难仅以激光照射的通(ON)/断(OFF)为基准，来检测一次打点的打点开始与打点结束。
专利文献1：日本特开2011-167697号公报
发明内容
本发明要解决的课题是提供一种激光焊接装置以及激光焊接方法，在远程激光焊接中也能够准确地检测一次打点的打点开始与打点结束。
本发明要解决的课题以上所述，下面对用于解决该课题的技术方案进行说明。
即，在技术方案1中，激光焊接装置具备：激光照射头，其照射激光；光学***，其使上述激光聚光并在工件上进行扫描；受光部，其接受上述激光从上述工件反射的反射光；以及控制单元，其根据上述受光部所接受的反射光，来判断一次打点的打点开始和打点结束，上述受光部仅接受反射光中激光反射光以及等离子体光，当上述反射光的强度为规定值以上的时间在规定时间以上时，上述控制单元判断为打点开始，当上述反射光的强度为规定值以下的时间在规定时间以上时，上述控制单元判断为打点结束。
在技术方案2中，在激光焊接方法中，向工件照射激光，接受该激光从该工件反射的反射光，根据所接受的反射光来判定一次打点的打点开始以及打点结束，仅接受反射光中的激光反射光以及等离子体光，当上述反射光的强度为规定值以上的时间在规定时间以上时，判断为打点开始，当上述反射光的强度为规定值以下的时间在规定时间以上时，判断为打点结束。
根据本发明的激光焊接装置以及激光焊接方法，在远程激光焊接中也能够准确地检测一次打点的打点开始与打点结束。
附图说明
图1是表示激光焊接装置的结构的示意图。
图2是表示激光焊接工序的流程的流程图。
图3是表示激光焊接工序的作用的图表。
附图标记说明
10…激光照射头；20…光学***；30…受光部；50…控制器(控制单元)；100…激光焊接装置；P…光强度；P1…设定强度；P2…设定强度；t1…设定时间；t2…设定时间。
具体实施方式
使用图1，说明激光焊接装置100的结构。
其中，在图1中示意性表示激光焊接装置100的结构。另外，在图1中，为了容易理解说明，用实线表示照射激光，用双点划线表示反射光，用虚线表示电信号线。
激光焊接装置100是本发明的激光焊接装置的实施方式。激光焊接装置100是向工件W照射激光，使工件W局部熔融以及凝固从而进行接合的装置。
此外，本实施方式的工件W是由2张钢板101/102重合而成的，被激光焊接装置100照射焊接用激光，而形成焊接部Y。
激光焊接装置100具备激光照射头10、光学***20、受光部30以及作为控制单元的控制器50。
激光照射头10通过激光振荡器(图略)而振荡，向工件W照射由光路11传导来的激光。在光路11，通过反射镜将激光折回并传送，或通过光纤使激光弯曲自如地传送。
光学***20具备多面反射镜25/25。光学***20通过调整多个反射镜25/25，将由激光照射头10照射的激光聚光为适当尺寸，并在工件W上进行扫描。
受光部30接受检查用激光从焊接部Y反射的反射光。受光部30具备多个反射镜35、激光受光部31、等离子体光受光部32以及红外线受光部33。
激光受光部31是通过反射镜35将没有被焊接部Y吸收的激光本身(波长在1060nm左右)折回并接受的部分。
等离子体光受光部32是通过反射镜35将由于金属从孔(焊接部Y的凹处)蒸发而产生的等离子体光(波长在1100nm以上)折回并接受的部分。
红外线受光部33是通过反射镜35将焊接部Y的熔解金属热的放射所产生的红外线(波长在600nm以下)折回并接受的部分。
控制器50与光学***20和受光部30连接。控制器50具有控制光学***20的功能。另外，控制器50具有根据由受光部30接受的反射光的强度来判断一次打点(焊接一个点的工序)的打点开始以及打点结束的功能。
这里，需要注意的事项是，本实施方式的控制器50仅根据受光部30中由激光受光部31接受的激光以及由等离子体光受光部32接受的等离子体光的强度，来判断激光照射的打点开始以及打点结束。
使用图2，说明激光焊接工序S100的流程。
其中，在图2中，用流程图表示激光焊接工序S100的流程。
激光焊接工序S100是本发明的激光焊接方法的实施方式。激光焊接工序S100是根据来自工件W的焊接部Y的反射光，来判断一次打点的打点开始以及打点结束的比较打点的工序。
在步骤S110中，控制器50通过受光部30，仅接受由激光受光部31接受的激光以及由等离子体光受光部32接受的等离子体光，仅取得激光以及等离子体光。
在步骤S120中，控制器50判断是否满足如下条件，即是否满足所取得的激光以及等离子体光的强度为设定强度P2以上并且为设定强度P2以上的时间是否在设定时间t1以上(条件1)。即，判断所取得的激光以及等离子体光的强度是否连续设定时间t1以上并且在设定强度P2以上。控制器50在满足“条件1”的情况下移至步骤S130，在不满足“条件1”的情况下移至步骤S110。
在步骤S130中，控制器50判断一次打点的打点开始。
在步骤S140中，控制器50继续通过受光部30，接受由激光受光部31接受的激光以及由等离子体光受光部32接受的等离子体光，仅取得激光以及等离子体光。
在步骤S150中，控制器50判断是否满足如下条件，即是否满足所取得的激光以及等离子体光的强度P在设定强度P1以下并且为设定强度P1以下的时间是否在设定时间t2以上(条件2)。即，判断所取得的激光以及等离子体光的强度是否连续设定时间t2以上并且在设定强度P1以下。控制器50在满足“条件2”的情况下移至步骤S160，在不满足“条件2”的情况下移至步骤S140。
在步骤S160中，控制器50判断一次打点的打点结束。
使用图3，说明激光焊接工序S100的作用。
其中，在图3中，用一次打点的反射光的光强度P(单位W)的时间序列图表，来表示激光焊接工序S100的作用。
在本实施方式的激光焊接工序S100中，首先，向工件W照射焊接用激光，然后，在所形成的焊接部Y使检查用激光以圆形的扫描轨迹扫描3圈，根据反射光强度的时间周期变化，来判定焊接部Y有无焊接缺陷。
这样，一次打点的激光焊接工序S100具有向工件W照射焊接用激光的工序和在照射焊接用激光后向工件W照射检查用激光的工序。
首先，向工件W照射焊接用激光(打点开始)。此外，焊接用激光的强度足够大于设定强度P2。另外，如上述那样利用控制器50仅取得激光以及等离子体光。
然后，取得的激光以及等离子体光的强度从打点开始增加，若从达到设定强度P2以上的时刻经过设定时间t1，则控制器50判断为满足为设定强度P2以上的时间在设定时间t1以上这一条件(条件1)(步骤S120)。
而且，控制器50判断为从满足“条件1”的时刻开始向前设定时间t1的时刻为打点开始(步骤S130)。
接下来，在工件W的焊接部Y，使检查用激光以圆形的扫描轨迹绕3圈。此外，检查用激光的强度足够小于设定强度P2，并且足够大于设定强度P1。
而且，若从取得的激光以及等离子体光的强度达到设定强度P1以下的时刻开始经过设定时间t2，则控制器50判断为满足在设定强度P1以下的时间在设定时间t2以上这一条件(条件2)(步骤S150)。
而且，控制器50判断为从满足“条件2”的时刻开始向前设定时间t2的时刻为打点结束(步骤S160)。
说明激光焊接装置100以及激光焊接工序S100的效果。
根据激光焊接装置100以及激光焊接工序S100，即使是远程激光焊接，也能够准确检测一次打点的打点开始与打点结束。
即，根据激光焊接装置100以及激光焊接工序S100，通过设置打点开始以及打点结束的检测阈值和设定时间，对于远程激光焊接的复杂反射光，也能够准确检测打点开始与打点结束。
另外，根据激光焊接装置100以及激光焊接工序S100，通过仅取得激光以及等离子体光，能够得到响应性好的波形，能够将打点开始以及打点结束的设定时间设定为较短。

Claims (2)

1.一种激光焊接装置，具备：
激光照射头，其照射激光；
光学***，其使所述激光聚光并在工件上进行扫描；
受光部，其接受所述激光从所述工件反射的反射光；以及
控制单元，其根据所述受光部所接受的反射光，来判断一次打点的打点开始和打点结束，
其中，
所述受光部仅接受反射光中的激光反射光以及等离子体光，
如果所述反射光的强度为规定值以上的时间在规定时间以上，所述控制单元判断为打点开始，如果所述反射光的强度为规定值以下的时间在规定时间以上，所述控制单元判断为打点结束。
2.一种激光焊接方法，向工件照射激光，接受该激光从该工件反射的反射光，根据所接受的反射光来判定一次打点的打点开始以及打点结束，其中，
仅接受反射光中的激光反射光以及等离子体光，
如果所述反射光的强度为规定值以上的时间在规定时间以上，判断为打点开始，
如果所述反射光的强度为规定值以下的时间在规定时间以上，判断为打点结束。
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