JP2009090360A - Laser brazing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザろう付け装置の技術に関し、より詳しくは、簡易な構成によってろう材の安定供給を実現するための技術に関する。 The present invention relates to a technique of a laser brazing apparatus, and more particularly to a technique for realizing a stable supply of a brazing material with a simple configuration.
従来、レーザトーチによってろう付けを行うレーザろう付け装置が広く用いられている。レーザろう付け装置では、ろう付け対象部材に対してろう材を押付けてろう付けを行うようにしており、ろう材の押し付け具合によってろう付けの品質が左右されることが知られている。そして、押し付け力が過剰に強い場合には、部材とろう材との接触抵抗が高くなりろう材の供給が不安定になることが知られている。
このため従来、レーザろう付け装置には、ろう材の押付け力を一定に保持するための機構としてろう材供給ガイドが備えられている。
Conventionally, laser brazing apparatuses that perform brazing using a laser torch have been widely used. In the laser brazing apparatus, brazing is performed by pressing a brazing material against a member to be brazed, and it is known that the quality of brazing depends on the degree of brazing. When the pressing force is excessively strong, it is known that the contact resistance between the member and the brazing material becomes high and the supply of the brazing material becomes unstable.
For this reason, conventionally, the laser brazing apparatus is provided with a brazing material supply guide as a mechanism for keeping the pressing force of the brazing material constant.
ろう材供給ガイドの例としては、ろう材のガイド部材が、ろう材の押付け方向に往復動可能にスライドする構成としたスライド機構に支持されており、このスライド機構に内蔵されるコイルバネによって、ろう付け対象部材に対するろう材の押付け力を吸収する構成としたろう材供給ガイドが知られており、該ろう材供給ガイドを備えたレーザろう付け装置が広く用いられている。 As an example of the brazing material supply guide, a brazing material guide member is supported by a sliding mechanism configured to slide in a reciprocating manner in the pressing direction of the brazing material. A brazing material supply guide configured to absorb the pressing force of the brazing material against a member to be brazed is known, and a laser brazing apparatus including the brazing material supply guide is widely used.
例えば、従来のレーザろう付け装置について、レーザトーチ周辺の第一構成例を説明すると、図4に示す如く、第一構成例に係る従来のレーザろう付け装置31は、レーザトーチ32、ろう材供給ガイド33、ろう材供給装置34、レーザ発振器35、多関節ロボット36等により構成している。
For example, regarding a conventional laser brazing apparatus, a first configuration example around the laser torch will be described. As shown in FIG. 4, the conventional
レーザトーチ32は、レーザ発振器35により発振されるレーザ光を、光ファイバ37によりレーザトーチ32に取り込んで、レーザトーチ32内のレンズ(図示せず)を介して投光部32aから接合部となる照射点Pにレーザ光を照射するものである。レーザトーチ32は多関節ロボット36により支持されており、三次元方向を自在に移動可能な構成としている。そして、所望するろう付け経路に沿ってレーザトーチ32を移動させることができるようにしている。
The
ろう材供給ガイド33は、スライド機構38を介してレーザトーチ32の側面に摺動可能に支持されている。そして、ろう材供給ガイド33はレーザトーチ32の光軸方向に対して平行にスライド可能に構成されている。
さらに、ろう材供給ガイド33の上端部33aは、レーザトーチ32と一体的に形成されるばね支持部材32bに嵌挿されるばね部材39と当接しており、ろう材供給ガイド33が図4中の上方に変位すると、ばね部材39によりろう材供給ガイド33を下方に変位させるばね力が付勢される構成としている。
The brazing
Further, the
ろう材供給ガイド33には、ろう材ガイドノズル33bが形成されており、このろう材ガイドノズル33bに形成される孔33cに、ろう材供給装置34から供給されるろう材40を通すことにより、照射点Pに向けた孔33cの開口方向に沿ってろう材40が供給され、ろう材40の先端を照射点Pに導く構成としている。
In the brazing
ろう付け時には、レーザトーチ32がろう付け対象部材41に対して接近し、ろう材40の先端が照射点Pにおいてろう付け対象部材41に対して押圧される状態となる。この押圧力の大小はろう付け品質を左右するものであり、適切な押圧力を保持する必要があることが知られている。
At the time of brazing, the
この第一構成例に係るレーザろう付け装置31では、ろう材40の先端がろう付け対象部材41に押圧されるときに作用する押圧力を、ろう材供給ガイド33によって調整する構成としている。つまり、ろう材40による押圧力が過大となるときには、ろう材供給ガイド33が図4中の上方に変位しばね部材39が収縮して過大な押圧力を吸収する構成としている。これにより、ろう材40のろう付け対象部材41に対する押圧力を一定に維持して、ろう付け品質を確保するようにしている。
In the
しかしながら、この第一構成例に係るレーザろう付け装置31では、ろう材供給ガイド33がスライド機構38によって支持される構成としているため、スライド機構38が部品の摩耗やかじりにより故障する可能性があった。つまり、第一構成例に示すようなレーザろう付け装置31では、故障率が高くなってしまい、装置としての信頼性が低下するという問題点があった。
However, in the
また、以下に示す特許文献1においては、トーチと一体的に構成したガイドローラを備え、スライド機構によって押圧し、前記ガイドローラをろう付け対象部材に押し付けながらろう付けを行うことにより、トーチとろう付け対象部材との距離を一定に保つことによって、部材とろう材との接触抵抗を一定に保持する構成としたレーザろう付け装置が開示され公知となっている。 Further, in Patent Document 1 shown below, a guide roller that is configured integrally with a torch is provided, pressed by a slide mechanism, and brazed while pressing the guide roller against a member to be brazed, thereby forming a torch. A laser brazing apparatus configured to keep a contact resistance between a member and a brazing material constant by keeping a distance from the member to be brazed constant is disclosed and publicly known.
例えば、従来のレーザろう付け装置について、レーザトーチ周辺の第二構成例を説明すると、図5に示す如く、第二構成例に係る従来のレーザろう付け装置51は、第一構成例と同様にレーザトーチ52、ろう材供給ガイド53、ろう材供給装置54、レーザ発振器55、多関節ロボット56等により構成している。
For example, regarding a conventional laser brazing apparatus, a second configuration example around the laser torch will be described. As shown in FIG. 5, a conventional
レーザトーチ52は、第一構成例と同様にレーザ発振器55により発振されるレーザ光を、光ファイバ57によりレーザトーチ52に取り込んで、レーザトーチ52内のレンズ(図示せず)を介して投光部52aから接合部となる照射点Qにレーザ光を照射するものである。レーザトーチ52は多関節ロボット56により支持されており、三次元方向を自在に移動可能な構成とし、ろう付け経路に沿って所望する位置にレーザトーチ52を移動させることができるようにしている。
Similarly to the first configuration example, the
また、レーザトーチ52の側面には、ろう材供給ガイド53およびガイドローラ58が固設支持されている。
ろう材供給ガイド53には、ろう材ガイドノズル53aが形成されており、このろう材ガイドノズル53aに形成される孔53bに、ろう材供給装置54から供給されるろう材60を通すことにより、照射点Qに向けた孔53bの開口方向に沿ってろう材60が供給され、ろう材60の先端を照射点Qに導く構成としている。
A brazing
In the brazing
ガイドローラ58は、支持部58aとローラ部58bから構成される部材である。このガイドローラ58をろう付け対象部材61に押圧させた状態では、レーザトーチ52とろう付け対象部材61との距離を一定に保持しながら、レーザトーチ52をろう付け方向に移動させることができる
The
ろう付け時には、レーザトーチ52がろう付け対象部材61に対して接近し、ろう材60の先端を照射点Qにおいてろう付け対象部材61に対して押圧させると同時に、ガイドローラ58がろう付け対象部材61に接触する構成としている。
この第二構成例に係るレーザろう付け装置51では、ろう材60の先端をろう付け対象部材61に押圧させるときに作用する押圧力を、ガイドローラ58によって調整する構成としている。つまり、ガイドローラ58をろう付け対象部材61に押圧させた状態でレーザトーチ52を移動させてろう付けを行うことにより、レーザトーチ52とろう付け対象部材61との距離を一定に保持し、これにより、ろう材60による押圧力も一定に保持する構成としている。
このように、ろう材60のろう付け対象部材61に対する押圧力を一定に維持して、ろう付け品質を確保するようにしている。
At the time of brazing, the
In the
In this way, the pressing force of the brazing
しかしながら、この第二構成例に示すレーザろう付け装置51は、ガイドローラ58が当接するろう付け対象部材61の形状が複雑な場合には適用することが難しく、適用可能なろう付け対象部材61の形状が限定されてしまうという問題点があった。
However, the
さらに、以下に示す特許文献2においては、光学的な検知手段を用いて非接触でろう付け対象部材の位置を把握する構成とし、この位置の検知情報をレーザトーチ制御部にフィードバックして、対象部材とレーザトーチの距離を一定に保持するようにレーザトーチの位置を修正しながらろう付けを行うことによって、部材とろう材との接触抵抗を一定に保持する構成としたレーザろう付け装置が開示され公知となっている。
Further, in
例えば、従来のレーザろう付け装置について、レーザトーチ周辺の第三構成例を説明すると、図6に示す如く、第三構成例に係る従来のレーザろう付け装置71は、第一および第二構成例と同様にレーザトーチ72、ろう材供給ガイド73、ろう材供給装置74、レーザ発振器75、多関節ロボット76等により構成している。
For example, regarding a conventional laser brazing apparatus, a third configuration example around the laser torch will be described. As shown in FIG. 6, a conventional
レーザトーチ72は、第一および第二構成例と同様にレーザ発振器75により発振されるレーザ光を、光ファイバ77によりレーザトーチ72に取り込んで、レーザトーチ72内のレンズ(図示せず)を介して投光部72aから接合部となる照射点Rにレーザ光を照射するものである。レーザトーチ72は多関節ロボット76により支持されており、三次元方向を自在に移動可能な構成とし、ろう付け経路に沿って所望する位置にレーザトーチ72を移動させることができるようにしている。
As in the first and second configuration examples, the
また、レーザトーチ72の側面には、ろう材供給ガイド73および部材位置検知センサ78が固設支持されている。
ろう材供給ガイド73には、ろう材ガイドノズル73aが形成されており、このろう材ガイドノズル73aに形成される孔73bに、ろう材供給装置74から供給されるろう材80を通すことにより、照射点Rに向けた孔73bの開口方向に沿ってろう材80が供給され、ろう材80の先端を照射点Rに導く構成としている。
A brazing
In the brazing
部材位置検知センサ78は、支持部78aとセンサ部78bから構成される部材である。この部材位置検知センサ78は、レーザトーチ72とろう付け対象部材81との距離を検知することができ、この検知した距離情報を多関節ロボット76にフィードバックすることにより、レーザトーチ72とろう付け対象部材81との距離を一定に保持することができる構成としている。
The member
ろう付け時には、レーザトーチ72がろう付け対象部材81に対して接近し、ろう材80の先端を照射点Rにおいてろう付け対象部材81に対して押圧させると同時に、部材位置検知センサ78によってレーザトーチ72とろう付け対象部材81との距離を検知している。
At the time of brazing, the
この第三構成例に係るレーザろう付け装置71では、ろう材80の先端をろう付け対象部材81に押圧させるときに作用する押圧力を、部材位置検知センサ78によって調整する構成としている。つまり、部材位置検知センサ78によってろう付け対象部材81の位置を検知し、レーザトーチ72とろう付け対象部材81との距離を一定に保持した状態でレーザトーチ72を移動させてろう付けを行うことにより、ろう材80による押圧力も一定に保持する構成としている。
このように、ろう材80のろう付け対象部材81に対する押圧力を一定に維持して、ろう付け品質を確保するようにしている。
In the
In this way, the pressing force of the
しかしながら、この第三構成例に示すレーザろう付け装置71では、部材位置検知センサ78の検知情報を多関節ロボット76にフィードバックするために応答遅れが生じ、高速接合に対応しにくいという問題点があった。また、レーザろう付け装置71の構成が複雑となり、装置のコストも高くなってしまうという問題点もあった。
However, the
即ち、第一から第三構成例によって示したように、従来のレーザろう付け装置においては、スライド機構等の摺動部がある場合、摺動部の摩耗、かじり等の影響により動作不良が発生する可能性があった。
また、ガイドローラを用いてトーチとろう付け対象部材との距離を一定に保持する構成としたレーザろう付け装置は、ろう付け対象部材の形状に凹凸があると適切に適用できない等の制約があり、汎用的に使用することができないという問題点があった。
さらに、ろう付け対象部材の位置を検出しトーチ位置を制御する方式としたレーザろう付け装置では、各所にセンサ類が必要となる等装置が複雑なものとなり、製造コストが高くなってしまうという問題点があった。
In addition, the laser brazing apparatus configured to maintain a constant distance between the torch and the brazing target member using a guide roller has a limitation that it cannot be appropriately applied if the brazing target member has irregular shapes. There was a problem that it could not be used universally.
Furthermore, in the laser brazing apparatus that detects the position of the brazing target member and controls the torch position, the apparatus becomes complicated, such as requiring sensors at various locations, and the manufacturing cost increases. There was a point.
このように従来のレーザろう付け装置には、部材とろう材との接触抵抗を一定に保持する機構の方式によって、それぞれ異なる問題点を抱えている状況であった。
そこで本発明では、係る現状を鑑み、簡易な構成としたろう材のガイド部材によって安定したろう材の供給を実現し、安価で信頼性の高いレーザろう付け装置を提供することを課題としている。
As described above, the conventional laser brazing apparatuses have different problems depending on the system of the mechanism that keeps the contact resistance between the member and the brazing material constant.
Therefore, in view of the present situation, an object of the present invention is to provide a stable brazing material supply by a brazing material guide member having a simple configuration, and to provide an inexpensive and highly reliable laser brazing apparatus.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
即ち、請求項1においては、レーザトーチと、ろう材供給装置と、ろう材供給ガイドと、を備え、前記ろう材供給装置により供給されるろう材を、前記ろう材供給ガイドに沿わせて、ろう付け対象部材上の前記レーザトーチによる照射部に供給するレーザろう付け装置であって、前記レーザトーチと、前記ろう材供給ガイドとが、板ばねを介して連結される、ことを特徴としたものである。 That is, according to claim 1, a laser torch, a brazing material supply device, and a brazing material supply guide are provided, and the brazing material supplied by the brazing material supply device is brazed along the brazing material supply guide. A laser brazing apparatus for supplying an irradiation portion by a laser torch on a member to be attached, wherein the laser torch and the brazing material supply guide are connected via a leaf spring. .
請求項2においては、前記レーザトーチが下降するのに伴って、前記ろう材が、前記ろう付け対象部材と接触して受ける反力により、前記板ばねが弾性変形する、ことを特徴としたものである。 According to a second aspect of the present invention, as the laser torch is lowered, the leaf spring is elastically deformed by a reaction force received by the brazing material in contact with the brazing target member. is there.
請求項3においては、前記ろう材供給ガイドが、前記レーザトーチによる照射部と、前記板ばねとの間に設けられる、ことを特徴としたものである。 According to a third aspect of the present invention, the brazing material supply guide is provided between an irradiation portion by the laser torch and the leaf spring.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、スライド機構を用いない簡易な構成で、レーザろう付け装置にろう材供給ガイドを装備することができる。これにより、故障が少なく信頼性の高いレーザろう付け装置を安価に提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to equip the laser brazing apparatus with the brazing material supply guide with a simple configuration that does not use the slide mechanism. Thereby, a laser brazing apparatus with few failures and high reliability can be provided at low cost.
請求項2においては、板ばねの弾性変形によってろう材に作用する押圧力を吸収し、ろう材とろう付け対象部材との接触抵抗が低減されるため、ろう材を安定して供給することができる。
In
請求項3においては、ろう材供給ガイドによってレーザ照射部で発生する熱が遮られるため、板ばねにまで熱の影響が及ばず、板ばねの劣化を低減させることができる。これにより、レーザろう付け装置の信頼性維持に寄与することができる。 In Claim 3, since the heat | fever which generate | occur | produces in a laser irradiation part is interrupted | blocked by the brazing material supply guide, the influence of heat does not reach to a leaf | plate spring, and deterioration of a leaf | plate spring can be reduced. Thereby, it can contribute to the reliability maintenance of a laser brazing apparatus.
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例に係るレーザろう付け装置のレーザトーチ周辺部の構成を示す正面模式図、図2は同じく側面模式図、図3は同じくろう付けの状況を示す部分拡大正面図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing the configuration of a laser torch peripheral portion of a laser brazing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic side view, and FIG. 3 is a partially enlarged front view showing the same brazing condition. is there.
本発明に係るレーザろう付け装置1について、レーザトーチ2周辺の構成を説明する。
図1、図2に示す如く、本発明に係るレーザろう付け装置1は、従来の構成と同様にレーザトーチ2、ろう材供給ガイド3、ろう材供給装置4、レーザ発振器5、多関節ロボット6等により構成している。
A configuration around the
As shown in FIGS. 1 and 2, a laser brazing apparatus 1 according to the present invention includes a
レーザトーチ2は、レーザ発振器5により発振されるレーザ光を、光ファイバ7によりレーザトーチ2に取り込んで、レーザトーチ2内のレンズ(図示せず)を介して投光部2aから接合部となる照射点Sに照射するものである。レーザトーチ2は多関節ロボット6により支持されており、三次元方向を自在に移動可能な構成とし、ろう付け経路に沿って所望する位置にレーザトーチ2を移動させることができるようにしている。
The
ろう材供給ガイド3は、板ばね3aおよびろう材ガイドノズル3bにより構成されており、レーザトーチ2の側面に突設される支持プレート2bに対してろう材供給ガイド3が接続される構成としている。さらに詳述すると、レーザトーチ2の側面に突設した支持プレート2bには支持部材2cが固設されており、該支持部材2cに対して板ばね3aを介してろう材ガイドノズル3bを支持することにより、ろう材供給ガイド3とレーザトーチ2が一体となるように構成している。
The brazing material supply guide 3 is configured by a
そして、図3に示す如く、ろう材ガイドノズル3bに形成される孔3cに、ろう材供給装置4から供給されるろう材10を通すことにより、照射点Sに向けた孔3cの開口方向に沿ってろう材10が供給され、ろう材10の先端を照射点Sに導く構成としている。
Then, as shown in FIG. 3, by passing the
即ち、ろう材供給ガイド3のろう材ガイドノズル3bが、レーザトーチ2による照射点Sと、板ばね3aとの間に設けられる構成としている。
これにより、ろう材ガイドノズル3bによってレーザトーチ2による照射点Sで発生する熱が遮られるため、板ばね3aにまで熱の影響が及ばず、板ばね3aの劣化を低減させることができるのである。またこれにより、レーザろう付け装置1の信頼性維持に寄与することができるのである。
That is, the brazing
Thereby, since the heat generated at the irradiation point S by the
ろう付け時には、レーザトーチ2がろう付け対象部材11に対して接近し、ろう材10の先端を照射点Sにおいてろう付け対象部材11に対して押圧させる状態となる。この押圧力の大小はろう付け品質を左右するものであり、適切な押圧力を保持する必要がある。
本発明に係るレーザろう付け装置1では、ろう材10の先端をろう付け対象部材11に押圧させるときに作用する押圧力を、ろう材供給ガイド3の板ばね3aによって吸収して調整する構成としている。
さらに詳述すると、ろう材10による押圧力が過大となるときには、ろう材ガイドノズル3bが上方に変位し、これにより板ばね3aが弾性変形により湾曲して過大な押圧力を吸収する構成としている。これにより、ろう材10のろう付け対象部材11に対する押圧力を一定に維持して、ろう付け品質を確保するようにしている。
At the time of brazing, the
In the laser brazing apparatus 1 according to the present invention, the pressing force acting when the tip of the
More specifically, when the pressing force by the
即ち、レーザトーチ2と、ろう材供給装置4と、ろう材供給ガイド3と、を備え、ろう材供給装置4により供給されるろう材10を、ろう材供給ガイド3に沿わせて、ろう付け対象部材11上のレーザトーチ2による照射点Sに供給するレーザろう付け装置1であって、レーザトーチ2と、ろう材供給ガイド3のろう材ガイドノズル3bとが、板ばね3aを介して連結される構成としている。
これにより、スライド機構を用いない簡易な構成で、レーザろう付け装置1にろう材供給ガイド3を装備することができるのである。これにより、故障が少なく信頼性の高いレーザろう付け装置1を安価に提供することができるのである。
That is, the apparatus includes a
As a result, the brazing material supply guide 3 can be mounted on the laser brazing apparatus 1 with a simple configuration that does not use a slide mechanism. Thereby, the laser brazing apparatus 1 with few failures and high reliability can be provided at a low cost.
また、レーザトーチ2が下降するのに伴って、ろう材10が、ろう付け対象部材11と接触して受ける反力により、板ばね3aが弾性変形する構成としている。
これにより、板ばね3aの弾性変形によってろう材10に作用する押圧力を吸収し、ろう材10とろう付け対象部材11との接触抵抗が低減されるため、ろう材10を安定して供給することができるのである。
Further, as the
Thereby, the pressing force acting on the
このように本発明に係るレーザろう付け装置1によって、従来の各レーザろう付け装置31・51・71が抱えていた各問題点を解消し、簡易な構成で、信頼性が高く、適用範囲が広く、安価で高速接合に容易に対応できるレーザろう付け装置を実現することができるのである。
As described above, the laser brazing apparatus 1 according to the present invention eliminates the problems of the conventional
1 レーザろう付け装置
2 レーザトーチ
3 ろう材供給ガイド
3a 板ばね
3b ろう材ガイドノズル
4 ろう材供給装置
10 ろう材
11 ろう付け対象部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
ろう材供給装置と、
ろう材供給ガイドと、
を備え、
前記ろう材供給装置により供給されるろう材を、
前記ろう材供給ガイドに沿わせて、
ろう付け対象部材上の前記レーザトーチによる照射部に供給するレーザろう付け装置であって、
前記レーザトーチと、
前記ろう材供給ガイドとが、
板ばねを介して連結される、
ことを特徴とするレーザろう付け装置。 Laser torch,
A brazing material supply device;
A brazing material supply guide;
With
The brazing material supplied by the brazing material supply device,
Along the brazing material supply guide,
A laser brazing apparatus for supplying an irradiation part by the laser torch on a member to be brazed,
The laser torch;
The brazing material supply guide,
Connected via leaf springs,
Laser brazing apparatus characterized by that.
前記ろう材が、
前記ろう付け対象部材と接触して受ける反力により、
前記板ばねが弾性変形する、
ことを特徴とする請求項1記載のレーザろう付け装置。 As the laser torch is lowered,
The brazing material is
By the reaction force received in contact with the brazing target member,
The leaf spring is elastically deformed;
The laser brazing apparatus according to claim 1.
前記レーザトーチによる照射部と、
前記板ばねとの間に設けられる、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーザろう付け装置。 The brazing material supply guide is
An irradiation part by the laser torch;
Provided between the leaf springs,
The laser brazing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the laser brazing apparatus is provided.
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