JP2014176882A

JP2014176882A - レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置

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Publication number: JP2014176882A
Application number: JP2013053303A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yoshizawa; 正皓吉澤; Naoki Kawada; 直樹河田
Original assignee: Japan Transport Engineering Co
Current assignee: Japan Transport Engineering Co
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-15
Also published as: JP6081833B2

Abstract

【課題】溶接中のレーザビームの照射位置のずれを簡単な構成で判定できるレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を提供する。
【解決手段】このレーザ溶接方法は、厚さの異なる被加工物同士の当接部分に形成された段差部に沿ってレーザビームを走査するレーザビーム照射工程を備えるレーザ溶接方法であって、レーザビーム照射工程は、厚さの厚い方の被加工物側に設けられた第１の光検出手段と、厚さの薄い方の被加工物側に設けられた第２の光検出手段とによって段差部におけるレーザビームの照射位置近傍の光量を検出する検出工程と、第１の光検出手段の出力値及び第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差をそれぞれ演算し、平均値及び標準偏差の基準値からの変化量に基づいて、レーザビームの照射位置が段差部から外れているか否かを判定する判定工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関する。

レーザビーム照射によって被加工物同士をレーザ溶接する場合、レーザビームの照射位置が狙い位置から外れてしまうと溶接不良が生じることがある。特に厚さの異なる被加工物同士を溶接する場合、レーザビームの照射位置のずれは溶接不良に影響しやすい。溶接不良の有無を非破壊で判定する方法としては、外観検査、Ｘ線透過試験、超音波探傷試験等があるが、これらの方法は、いずれも溶接完了後の判定方法であるため、溶接中に溶接不良の有無を判定することができない。

これに対して、レーザ溶接中にレーザビームの照射によって発生する特定の波長のプラズマ光及びレーザビームの反射光を検出することによって溶接不良の有無を判定する方法、レーザビームの反射光を検出してレーザビームの照射位置が所定の位置から外れているか否かを判定することによって溶接不良が生じるのを未然に防ぐ方法等が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特開平１１−１９７８７号公報特開２００８−８７０５６号公報

しかしながら、上記方法では特定の波長の光を検出するためにバンドパスフィルタ等を必要とするので、レーザ溶接装置の構成が複雑になってしまうおそれがある。また、従来の方法では、波長の異なるレーザを用いる場合、被加工物の波長に対する反射特性に応じてバンドパスフィルタ等を交換・調整するなどレーザ溶接装置の構成を変更する必要があるため、汎用性が低いという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、溶接中のレーザビームの照射位置のずれを簡単な構成で判定できるレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を提供することを目的とする。

本発明に係るレーザ溶接方法は、厚さの異なる被加工物同士の当接部分に形成された段差部に沿ってレーザビームを走査するレーザビーム照射工程を備えるレーザ溶接方法であって、レーザビーム照射工程は、厚さの厚い方の被加工物側に設けられた第１の光検出手段と、厚さの薄い方の被加工物側に設けられた第２の光検出手段とによって段差部におけるレーザビームの照射位置近傍の光量を検出する検出工程と、第１の光検出手段の出力値及び第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差をそれぞれ演算し、平均値及び標準偏差の基準値からの変化量に基づいて、レーザビームの照射位置が段差部から外れているか否かを判定する判定工程と、を備えることを特徴としている。

このレーザ溶接方法は、厚さの異なる被加工物同士の当接部分の溶接を対象としている。かかる溶接において、レーザビームが当接部分に形成された段差部に適切に照射されている場合、レーザビームは、厚さの厚い方の被加工物及び厚さの薄い方の被加工物の双方に照射される。一方、レーザビームの照射位置が段差部から外れてしまうと、レーザビームは、厚さの厚い方の被加工物及び厚さの薄い方の被加工物のいずれか一方のみに照射され、照射位置近傍の光量が変化することとなる。そこで、このレーザ溶接方法では、厚さの厚い方の被加工物側に設けられた第１の光検出手段と、厚さの薄い方の被加工物側に設けられた第２の光検出手段とによって溶接中のレーザビーム照射位置近傍の光量の変化を検出することで、検出結果に基づいてレーザビームの照射位置が段差部から外れているか否かを好適に判定することができる。また、このレーザ溶接方法では、第１の光検出手段及び第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差を用いているので、バンドパスフィルタ等を用いない簡単な構成で光量の挙動を検出できる。

また、レーザビーム照射工程において、レーザビームの焦点を厚さの薄い方の被加工物に合わせ、判定工程において、第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値以上となったときに、レーザビームの照射位置が段差部から厚さの厚い方の被加工物側に外れていると判定し、第１の光検出手段の出力値の平均値及び第２の光検出手段の出力値の標準偏差の基準値からの変化量のみがそれぞれ閾値以上となったときに、レーザビームの照射位置が段差部から厚さの薄い方の被加工物側に外れていると判定することが好ましい。このような判定方法によりレーザビームの照射位置が段差部から外れているか否かの判定に加えて、レーザビームの照射位置がいずれの被加工物側に外れているかについても判定できる。

また、レーザビーム照射工程は、判定工程においてレーザビームの照射位置が段差部から外れていると判定されたときに、第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値未満となるように、レーザビームの照射位置を段差部側に補正する補正工程をさらに備えることが好ましい。この場合、溶接中にレーザビームの照射位置を適切な位置に補正できる。

また、本発明に係るレーザ溶接装置は、厚さの異なる被加工物同士の当接部分に形成された段差部に沿ってレーザビームを走査するレーザ溶接装置であって、レーザビームを発生させるレーザ光源と、レーザビームの照射位置を制御する制御手段と、厚さの厚い方の被加工物側に設けられ、段差部におけるレーザビームの照射位置近傍の光量を検出する第１の光検出手段と、厚さの薄い方の被加工物側に設けられ、段差部におけるレーザビームの照射位置近傍の光量を検出する第２の光検出手段と、第１の光検出手段の出力値及び第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差をそれぞれ演算し、平均値及び標準偏差の基準値からの変化量に基づいてレーザビームの照射位置が段差部から外れているか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴としている。

このレーザ溶接装置では、厚さの厚い方の被加工物側に設けられた第１の光検出手段と、厚さの薄い方の被加工物側に設けられた第２の光検出手段とによって溶接中のレーザビーム照射位置近傍の光量の変化を検出することで、検出結果に基づいてレーザビームの照射位置が段差部から外れているか否かを好適に判定することができる。また、このレーザ溶接装置では、第１の光検出手段及び第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差を用いてレーザビームの照射位置のずれを判定しているので、バンドパスフィルタ等を用いない簡単な構成で光量の挙動を検出できる。

また、上記判定手段は、レーザビームの焦点が厚さの薄い方の被加工物に合っている場合であって、第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値以上となったときに、レーザビームの照射位置が段差部から厚さの厚い方の被加工物側に外れていると判定し、第１の光検出手段の出力値の平均値及び第２の光検出手段の出力値の標準偏差の基準値からの変化量のみがそれぞれ閾値以上となったときに、レーザビームの照射位置が段差部から厚さの薄い方の被加工物側に外れていると判定することが好ましい。このような判定手段によりレーザビームの照射位置が段差部から外れているか否かの判定に加えて、レーザビームの照射位置がいずれの被加工物側に外れているかについても判定できる。

また、上記制御手段は、判定手段によってレーザビームの照射位置が段差部から外れていると判定されたときに、第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値未満となるように、レーザビームの照射位置を段差部側に補正することが好ましい。この場合、溶接中にレーザビームの照射位置を適切な位置に補正できる。

本発明によれば、溶接中のレーザビームの照射位置のずれを簡単な構成で判定できるレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を提供することができる。

本発明に係るレーザ溶接装置の一実施形態の構成要素を示す図である。レーザビームの照射位置を示す模式図である。レーザビームの照射位置と光検出部の出力値の時間変動との関係の一例を示す図である。レーザビームの照射位置と光検出部の出力値の平均値及び標準偏差との関係の一例を示す図である。レーザビームの照射位置の判定テーブルの一例を示す図である。本発明に係るレーザ溶接方法の一実施形態のフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

まず、本実施形態に係るレーザ溶接装置について説明する。図１は、本発明に係るレーザ溶接装置の一実施形態の構成要素を示す図である。同図に示すように、レーザ溶接装置１は、例えば厚さの異なる被加工物３ａ，３ｂの突き合わせ溶接を行う装置として構成されている。レーザ溶接装置１は、レーザ光源２と、第１の光検出部４ａと、第２の光検出部４ｂと、判定部５と、制御部６とを備える。

レーザ光源２は、レーザビームＬを発生させる装置である。レーザ光源２としては、例えば９４０ｎｍの半導体レーザを用いることができる。レーザビームＬは、制御部６による制御により厚さの厚い方の被加工物３ａと厚さの薄い被加工物３ｂとの当接部分に形成された段差部３１に沿って走査される。レーザビームＬの焦点は、厚さの薄い被加工物３ｂの上面に合っている。

被加工物３ａ，３ｂとしては、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金等の系合金材料、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼板等の鉄系材料からなる板状部材が用いられる。被加工物３ａと被加工物３ｂとの厚さの差は、例えば１〜３ｍｍとすることができる。

光検出部４ａ，４ｂは、レーザビームＬの照射位置近傍で発生するレーザビームＬの反射光、プルーム等を検出し、検出した光量に応じて出力値を出力する。光量の検出及びそれに応じた出力はレーザビームＬの走査に伴って順次行われるが、その時間間隔は、例えば０．５秒間隔とすることができる。

光検出部４ａ，４ｂとしては、例えばフォトダイオードを用いることができる。フォトダイオードの検出可能な波長域は、レーザ光源２、プルーム等の波長に応じて適宜選択すればよいが、例えば上記で例示したレーザ光源２及び被加工物３ａ，３ｂを用いる場合は、レーザビームＬの反射光及びプルームを確実に検出するために４００〜１０００ｎｍであることが好ましい。本実施形態においては、バンドパスフィルタ等の特定の波長の光を検出するためのものを用いていないため、光検出部４ａ，４ｂの検出可能な波長域におけるすべての光が検出される。

第１の光検出部４ａは、厚さの厚い方の被加工物３ａ側に配置され、第２の光検出部４ｂは、厚さの薄い方の被加工物３ｂ側に配置されている。光検出部４ａ，４ｂがこのように配置されていることによって、光検出部４ａ，４ｂは、レーザビームＬが段差部３１に適切に照射されている場合とレーザビームの照射位置が段差部から外れてしまう場合とのレーザビームＬの照射位置近傍での光量の変化を検出することができる。

すなわち、図２に示すように、レーザビームＬが段差部３１に適切に照射されている場合（位置Ａ）、レーザビームＬの略半分は厚さの厚い方の被加工物３ａに照射され、レーザビームＬの残りの略半分は厚さの薄い方の被加工物３ｂに照射される。一方、レーザビームＬの照射位置が段差部３１から外れてしまうと、レーザビームＬは、厚さの厚い方の被加工物及び厚さの薄い方の被加工物のいずれか一方のみに照射される（位置Ｂ又は位置Ｃ）。このため、レーザビームＬの照射位置が段差部３１から外れているか否かによって照射位置近傍の光量が変化することとなる。

図３は、レーザビームＬの照射位置と光検出部４ａ，４ｂが検出した照射位置近傍の光量との関係の一例を示す図である。この例では、レーザビームＬの焦点が厚さの薄い被加工物３ｂの上面に合っていて、厚さの厚い方の被加工物３ａとして４．５ｍｍの被加工物を用い、厚さの薄い方の被加工物３ｂとして３．０ｍｍの被加工物を用いている。また、位置Ａと位置Ｂ及び位置Ｂとの距離は、それぞれ１．０ｍｍとなっている。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれレーザビームＬの照射位置が図２の位置Ａ，Ｂ，Ｃである場合の第１の光検出部４ａ及び第２の光検出部４ｂの出力値の時間変動を示す図である。

図３を参照すると、位置Ａ，Ｂ，Ｃのいずれの照射位置においても、光検出部４ａ，４ｂの出力値は、レーザビームＬの照射開始（０ｓｅｃ付近）とともに立ちあがり、レーザビームＬの照射中は略一定であり、レーザビームＬの照射終了（１２ｓｅｃ付近）とともに立ち下がる。また、第１の光検出部４ａの出力値に注目すると、レーザビームＬの照射位置が位置Ａ，Ｂ，Ｃである場合の出力値は、それぞれ約１．３Ｖ，約２．０Ｖ，約１．５Ｖとなっている。一方、第２の光検出部４ｂの出力値に注目すると、レーザビームＬの照射位置が位置Ａ，Ｂ，Ｃである場合の出力値は、それぞれ約１．０Ｖ、約１．５Ｖ、約１．０Ｖとなっている。

すなわち、第１の光検出部４ａの出力値は、レーザビームＬの照射位置によって変化しているのに対し、第２の光検出部４ｂの出力値は、レーザビームＬの照射位置が位置Ａと位置Ｃのときにほぼ同じであり、レーザビームＬの照射位置が位置Ｂのときに位置Ａ，Ｃのときと異なる出力値となっている。このように、光検出部４ａ，４ｂの出力値は、レーザビームＬの照射位置が段差部３１から外れているか否かによって、またいずれの被加工物側にずれているかによってそれぞれ異なる挙動を示す。

判定部５は、光検出部４ａ，４ｂの出力値からレーザビームＬの照射位置が段差部３１から外れているか否かを判定する。具体的な判定方法を以下で説明する。

まず、判定部５は、第１の光検出部４ａの出力値の平均値μ_１及び標準偏差σ_１、並びに第２の光検出部４ｂの出力値の平均値μ_２及び標準偏差σ_２を演算する。ここで、上記平均値μ_１，μ_２は、光検出部４ａ，４ｂの出力値の大きさ（図３の縦軸の値）を判定基準とするために演算される。一方、上記標準偏差σ_１，σ_２は、図３を一見してもわかないような光検出部４ａ，４ｂの出力値のばらつきを判定基準とするために演算される。上記平均値及び上記標準偏差を演算する際に用いる出力値の個数は、判定の精度を確保する観点から例えば１００〜５００個であることが好ましい。

図４は、図３の光検出部４ａ，４ｂの出力値の時間変動のデータにおいて２〜１０ｓｅｃの間で上記出力値の平均値及び標準偏差を演算した結果を示す図である。図４（ａ）は、レーザビームＬの照射位置が位置Ａである場合（図３（ａ）に対応する）の結果を示す。一方、図４（ｂ）は、レーザビームＬの照射位置が位置Ｂ，Ｃである場合（それぞれ図３（ｂ），（ｃ）に対応する）の結果を示す。

図４を参照すると、レーザビームＬの照射位置が位置Ｂである（厚さの厚い被加工物３ａ側に外れている）場合には、第１の光検出部４ａの出力値の平均値μ_１及び標準偏差σ_１、並びに第２の光検出部４ｂの出力値の平均値μ_２及び標準偏差σ_２の基準値（レーザビームＬの照射位置が位置Ｂ（段差部３１）である場合の平均値μ_１，μ_２及び標準偏差σ_１，σ_２）からの変化量が、いずれも基準値の１０％以上となっている。

これに対して、レーザビームＬの照射位置が位置Ｃである（厚さの薄い被加工物３ｂ側に外れている）場合には、第１の光検出部４ａの出力値の平均値μ_１及び第２の光検出部４ｂの出力値の標準偏差σ_２の基準値からの変化量のみが、基準値の１０％以上となっている。

したがって、判定部５は、レーザビームＬの焦点が厚さの薄い被加工物３ｂに合っている場合、光検出部４ａ，４ｂの出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量と閾値（本実施形態においては基準値の１０％）とを比較すればレーザビームＬの照射位置が段差部３１から外れているか否か、及びいずれの被加工物側に外れているかを判定することができる。

図５は、判定部５の判定テーブルを示す図である。すなわち、判定部５は、図５（ａ）の平均値μ_１，μ_２及び標準偏差σ_１，σ_２がすべて閾値未満（「Ｎ」）の場合、レーザビームＬが段差部３１に照射されていると判定する。一方、判定部５は、図４（ｂ）の平均値μ_１，μ_２及び標準偏差σ_１，σ_２の変化量がいずれも閾値以上（「Ｙ」）である場合、レーザビームＬの照射位置が厚さの厚い方の被加工物３ａ側に外れていると判定する。また、判定部５は、図４（ｂ）の平均値μ_１及び標準偏差σ_２の変化量のみが閾値以上（「Ｙ」）である場合、レーザビームＬの照射位置が厚さの薄い方の被加工物３ｂ側に外れていると判定する。

制御部６は、判定部５によってレーザビームＬの照射位置が厚さの厚い方の被加工物３ａ側に外れていると判定された場合、レーザビームＬの照射位置を厚さの薄い方の被加工物３ｂ側に補正する。また、制御部６は、判定部５によってレーザビームＬの照射位置が厚さの薄い方の被加工物３ｂ側に外れていると判定された場合、レーザビームＬの照射位置を厚さの厚い方の被加工物３ａ側に補正する。

これらの補正をする際、制御部６は、第１の光検出部４ａの出力値の平均値μ_１及び標準偏差σ_１、並びに第２の光検出部４ｂの出力値の平均値μ_２及び標準偏差σ_２の基準値からの変化量がいずれも閾値未満となるように、レーザビームＬの照射位置を段差部３１側に補正する。

次に、本実施形態に係るレーザ溶接方法について説明する。図６は、本発明に係るレーザ溶接方法の一実施形態のフローチャートである。同図に示すように、このレーザ溶接方法はレーザビーム照射工程（Ｓ００１〜Ｓ００５、Ｓ０１１、Ｓ０２１）を備える。さらに、レーザビーム照射工程は、検出工程（Ｓ００２）と判定工程（Ｓ００３〜Ｓ００５）と補正工程（Ｓ０１１、Ｓ０２１）とを備える。

まず、レーザビームＬが、厚さの異なる被加工物３ａ，３ｂの当接部分に形成された段差部３１に沿って走査される（Ｓ００１）。次に、レーザビームＬの照射位置近傍の光量が、第１の光検出部４ａと第２の光検出部４ｂとによって検出される（Ｓ００２）。

次に、判定部５が、光検出部４ａの出力値の平均値μ_１及び標準偏差σ_１、並びに光検出部４ｂの出力値の平均値μ_２及び標準偏差σ_２を演算する（Ｓ００３）。さらに、判定部５が、上記平均値μ_１，μ_２及び上記標準偏差σ_１，σ_２の基準値からの変化量がいずれも閾値以上であるときに、レーザビームＬの照射位置が厚さの厚い方の被加工物３ａ側に外れていると判定し（Ｓ００４）、上記平均値μ_１及び上記標準偏差σ_２の基準値からの変化量のみが閾値以上であるときに、レーザビームＬの照射位置が厚さの薄い方の被加工物３ｂ側に外れていると判定する（Ｓ００５）。

Ｓ００４及びＳ００５において、レーザビームＬの照射位置が段差部３１から外れていないと判定された場合には判定工程は終了する。なお、必要に応じてＳ００２以降の工程を繰り返し行えば、レーザビームＬの照射位置が段差部３１から外れているか否かを随時判定することができる。

一方、Ｓ００４においてレーザビームＬの照射位置が厚さの厚い方の被加工物３ａ側に外れていると判定された場合、制御部６が、レーザビームＬの照射位置を厚さの薄い方の被加工物３ｂ側に補正する（Ｓ０１１）。また、Ｓ００５においてレーザビームＬの照射位置が厚さの薄い方の被加工物３ｂ側に外れていると判定された場合、制御部６が、レーザビームＬの照射位置を厚さの厚い方の被加工物３ａ側に補正する（Ｓ０２１）。補正工程（Ｓ０１１、Ｓ０２１）が終わった後はＳ００２以降の工程が繰り返される。

本実施形態のレーザビームＬの焦点は厚さの薄い方の被加工物３ｂに合っていたが、レーザビームＬの焦点は、例えば厚さの薄い方の被加工物３ｂの内部、厚さの厚い方の被加工物３ａの上面に合っていてもよい。また、本実施形態のレーザ溶接装置では光検出部４ａ，４ｂによってレーザビームＬの照射位置の変化に伴う照射位置近傍の光量の相対的な変化を検出するため、光検出部４ａ，４ｂの配置は、それぞれの被加工物の上方であって、レーザ光源２と第１の光検出部４ａと第２の光検出部４ｂとの相対的な配置が一定でさえあれば特に制限されない。

１…レーザ溶接装置、２…レーザ光源、３ａ，３ｂ…被加工物、４ａ，４ｂ…光検出部、５…判定部、６…制御部、３１…段差部、Ｌ…レーザビーム、Ｓ００１…レーザビーム照射工程、Ｓ００２…検出工程、Ｓ００４，Ｓ００５…判定工程、Ｓ０１１，Ｓ０２１…補正工程。

Claims

厚さの異なる被加工物同士の当接部分に形成された段差部に沿ってレーザビームを走査するレーザビーム照射工程を備えるレーザ溶接方法であって、
前記レーザビーム照射工程は、
厚さの厚い方の被加工物側に設けられた第１の光検出手段と、厚さの薄い方の被加工物側に設けられた第２の光検出手段とによって前記段差部における前記レーザビームの照射位置近傍の光量を検出する検出工程と、
前記第１の光検出手段の出力値及び前記第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差をそれぞれ演算し、前記平均値及び前記標準偏差の基準値からの変化量に基づいて、前記レーザビームの照射位置が前記段差部から外れているか否かを判定する判定工程と、を備えることを特徴とするレーザ溶接方法。
前記レーザビーム照射工程において、前記レーザビームの焦点を厚さの薄い方の被加工物に合わせ、
前記判定工程において、
前記第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに前記第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値以上となったときに、前記レーザビームの照射位置が前記段差部から厚さの厚い方の被加工物側に外れていると判定し、
前記第１の光検出手段の出力値の平均値及び前記第２の光検出手段の出力値の標準偏差の基準値からの変化量のみがそれぞれ閾値以上となったときに、前記レーザビームの照射位置が前記段差部から厚さの薄い方の被加工物側に外れていると判定することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接方法。
前記レーザビーム照射工程は、
前記判定工程において前記レーザビームの照射位置が前記段差部から外れていると判定されたときに、前記第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに前記第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値未満となるように、前記レーザビームの照射位置を前記段差部側に補正する補正工程をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接方法。
厚さの異なる被加工物同士の当接部分に形成された段差部に沿ってレーザビームを走査するレーザ溶接装置であって、
前記レーザビームを発生させるレーザ光源と、
前記レーザビームの照射位置を制御する制御手段と、
厚さの厚い方の被加工物側に設けられ、前記段差部における前記レーザビームの照射位置近傍の光量を検出する第１の光検出手段と、
厚さの薄い方の被加工物側に設けられ、前記段差部における前記レーザビームの照射位置近傍の光量を検出する第２の光検出手段と、
前記第１の光検出手段の出力値及び前記第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差をそれぞれ演算し、前記平均値及び前記標準偏差の基準値からの変化量に基づいて前記レーザビームの照射位置が前記段差部から外れているか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とするレーザ溶接装置。
前記判定手段は、
前記レーザビームの焦点が厚さの薄い方の被加工物に合っている場合であって、
前記第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに前記第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値以上となったときに、前記レーザビームの照射位置が前記段差部から厚さの厚い方の被加工物側に外れていると判定し、
前記第１の光検出手段の出力値の平均値及び前記第２の光検出手段の出力値の標準偏差の基準値からの変化量のみがそれぞれ閾値以上となったときに、前記レーザビームの照射位置が前記段差部から厚さの薄い方の被加工物側に外れていると判定することを特徴とする請求項４に記載のレーザ溶接装置。
前記制御手段は、
前記判定手段によって前記レーザビームの照射位置が前記段差部から外れていると判定されたときに、前記第１の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差、並びに前記第２の光検出手段の出力値の平均値及び標準偏差の基準値からの変化量がいずれも閾値未満となるように、前記レーザビームの照射位置を前記段差部側に補正することを特徴とする請求項５に記載のレーザ溶接装置。