JP3227650B2 - レーザ溶接機及びレーザ溶接状態監視方法 - Google Patents
レーザ溶接機及びレーザ溶接状態監視方法Info
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- JP3227650B2 JP3227650B2 JP21747098A JP21747098A JP3227650B2 JP 3227650 B2 JP3227650 B2 JP 3227650B2 JP 21747098 A JP21747098 A JP 21747098A JP 21747098 A JP21747098 A JP 21747098A JP 3227650 B2 JP3227650 B2 JP 3227650B2
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- welding
- welding machine
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ溶接機におけ
る欠陥検出に関し、特に溶接箇所からの光を検出してそ
の強度に基づいて溶接の欠陥検出やビードの大きさを評
価するためのレーザ溶接状態監視機能を持つレーザ溶接
機及びレーザ溶接状態監視方法に関する。
る欠陥検出に関し、特に溶接箇所からの光を検出してそ
の強度に基づいて溶接の欠陥検出やビードの大きさを評
価するためのレーザ溶接状態監視機能を持つレーザ溶接
機及びレーザ溶接状態監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ溶接は、レーザ発振器から出力さ
れたパルス状あるいは連続レーザ光を対象ワークに照射
して溶接を行うものである。レーザ溶接における溶接欠
陥検査は、検査員がオフラインにて目視や検査機器の使
用により行うことが多い。この場合、自動車製造のよう
な大量生産ラインでは多量箇所の検査が必要となり、検
査員の負担は大きい。また、生産ラインの生産性の観点
から検査時間は短い必要があり、溶接と並行して欠陥検
査を行うことが最も望ましい。
れたパルス状あるいは連続レーザ光を対象ワークに照射
して溶接を行うものである。レーザ溶接における溶接欠
陥検査は、検査員がオフラインにて目視や検査機器の使
用により行うことが多い。この場合、自動車製造のよう
な大量生産ラインでは多量箇所の検査が必要となり、検
査員の負担は大きい。また、生産ラインの生産性の観点
から検査時間は短い必要があり、溶接と並行して欠陥検
査を行うことが最も望ましい。
【０００３】レーザ溶接における溶接状態のオンライン
計測技術として、本発明者により以下の手法が提案され
ている。
計測技術として、本発明者により以下の手法が提案され
ている。
【０００４】図１１を参照して、この手法について説明
する。図１１において、ＹＡＧレーザ発振器１１で発生
されたパルス状のレーザ光を伝送ファイバでレーザトー
チ１２へ導き、レーザトーチ１２内のＹＡＧレーザ反射
ミラー１３や図示しない光学レンズを通してワーク１４
に照射して溶接を行う。
する。図１１において、ＹＡＧレーザ発振器１１で発生
されたパルス状のレーザ光を伝送ファイバでレーザトー
チ１２へ導き、レーザトーチ１２内のＹＡＧレーザ反射
ミラー１３や図示しない光学レンズを通してワーク１４
に照射して溶接を行う。
【０００５】レーザトーチ１２の筺体内には、ワーク１
４に照射されるレーザ光（以下、照射レーザ光と呼ぶ）
の光軸と同軸になるようにして溶接部から発する光（以
下、これを溶接光と呼ぶ）を集光する集光レンズ１５が
設けられている。溶接光には、溶接の過程で発生される
プラズマ光や、照射レーザ光の反射光や、周囲の光が含
まれる。ＹＡＧレーザ反射ミラー１３においては、溶接
部からの照射レーザ光の反射光はほとんど反射される
が、ごく一部は透過し、プラズマ光はそのまま透過す
る。
４に照射されるレーザ光（以下、照射レーザ光と呼ぶ）
の光軸と同軸になるようにして溶接部から発する光（以
下、これを溶接光と呼ぶ）を集光する集光レンズ１５が
設けられている。溶接光には、溶接の過程で発生される
プラズマ光や、照射レーザ光の反射光や、周囲の光が含
まれる。ＹＡＧレーザ反射ミラー１３においては、溶接
部からの照射レーザ光の反射光はほとんど反射される
が、ごく一部は透過し、プラズマ光はそのまま透過す
る。
【０００６】集光レンズ１５の後には、溶接光のうち照
射レーザ光の反射光のみを反射し、残りの光は透過する
ＹＡＧ光反射ミラー１６を設けている。ＹＡＧ光反射ミ
ラー１６の透過部側には、ＹＡＧ光反射ミラー１６の透
過光から溶接の過程で発生されるプラズマ光のみを抽出
するためのＹＡＧ光カットフィルタ１７を設けている。
一方、ＹＡＧ光反射ミラー１６の反射部側には、ＹＡＧ
光反射ミラー１６の反射光から照射レーザ光の反射光の
みを抽出するためのＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を設
けている。
射レーザ光の反射光のみを反射し、残りの光は透過する
ＹＡＧ光反射ミラー１６を設けている。ＹＡＧ光反射ミ
ラー１６の透過部側には、ＹＡＧ光反射ミラー１６の透
過光から溶接の過程で発生されるプラズマ光のみを抽出
するためのＹＡＧ光カットフィルタ１７を設けている。
一方、ＹＡＧ光反射ミラー１６の反射部側には、ＹＡＧ
光反射ミラー１６の反射光から照射レーザ光の反射光の
みを抽出するためのＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を設
けている。
【０００７】なお、前述したように、レーザトーチ１２
内には、ＹＡＧレーザ発振器１１からのレーザ光を反射
させてワーク１４に向けて照射するＹＡＧレーザ反射ミ
ラー１３が設けられている。このため、照射レーザ光の
反射光はＹＡＧレーザ反射ミラー１３で反射され、その
一部が漏れ反射光として集光レンズ１５で集光されるこ
とになる。言い換えれば、溶接光に含まれる照射レーザ
光の反射光は、その一部のみが集光レンズ１５に到達す
る。
内には、ＹＡＧレーザ発振器１１からのレーザ光を反射
させてワーク１４に向けて照射するＹＡＧレーザ反射ミ
ラー１３が設けられている。このため、照射レーザ光の
反射光はＹＡＧレーザ反射ミラー１３で反射され、その
一部が漏れ反射光として集光レンズ１５で集光されるこ
とになる。言い換えれば、溶接光に含まれる照射レーザ
光の反射光は、その一部のみが集光レンズ１５に到達す
る。
【０００８】以上のような構成により、ワーク１４の溶
接部から発する溶接光を照射レーザ光と同軸に設置した
集光レンズ１５で集光し、ＹＡＧ光反射ミラー１６でＹ
ＡＧ光のみを反射することでプラズマ光と反射光とに分
離する。分離後、プラズマ光はＹＡＧ光カットフィルタ
１７を通してプラズマ光以外の波長域の光がカットされ
る。ＹＡＧ光カットフィルタ１７を出た光は、光電変換
素子としてのフォトダイオード２０とアンプ２１で受光
強度に応じた電圧信号に変換されて溶接状態判定処理装
置２３に出力される。
接部から発する溶接光を照射レーザ光と同軸に設置した
集光レンズ１５で集光し、ＹＡＧ光反射ミラー１６でＹ
ＡＧ光のみを反射することでプラズマ光と反射光とに分
離する。分離後、プラズマ光はＹＡＧ光カットフィルタ
１７を通してプラズマ光以外の波長域の光がカットされ
る。ＹＡＧ光カットフィルタ１７を出た光は、光電変換
素子としてのフォトダイオード２０とアンプ２１で受光
強度に応じた電圧信号に変換されて溶接状態判定処理装
置２３に出力される。
【０００９】一方、ＹＡＧ光反射ミラー１６からの反射
光は、ＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を通してＹＡＧ光
以外の波長域の光がカットされる。ＹＡＧ光透過帯域フ
ィルタ１８を出た光は、光電変換素子としてのフォトダ
イオード２４とアンプ２５で受光強度に応じた電圧信号
に変換されて溶接状態判定処理装置２３に出力される。
光は、ＹＡＧ光透過帯域フィルタ１８を通してＹＡＧ光
以外の波長域の光がカットされる。ＹＡＧ光透過帯域フ
ィルタ１８を出た光は、光電変換素子としてのフォトダ
イオード２４とアンプ２５で受光強度に応じた電圧信号
に変換されて溶接状態判定処理装置２３に出力される。
【００１０】溶接状態判定処理装置２３は、アンプ２
１、２５からの電圧信号に基づいて欠陥検出などの判定
処理を行い、その結果を必要に応じて表示装置２６や記
憶装置２７で表示、記録する。なお、欠陥検出のための
処理アルゴリズムは、例えば本願出願人によりすでに出
願済みの「レーザ溶接欠陥検出装置（特願平９−２１３
２２３号）」に開示されている。
１、２５からの電圧信号に基づいて欠陥検出などの判定
処理を行い、その結果を必要に応じて表示装置２６や記
憶装置２７で表示、記録する。なお、欠陥検出のための
処理アルゴリズムは、例えば本願出願人によりすでに出
願済みの「レーザ溶接欠陥検出装置（特願平９−２１３
２２３号）」に開示されている。
【００１１】簡単に説明すると、欠陥検出のための処理
アルゴリズムは、ディジタル電圧信号からあらかじめ定
められた高周波成分を除去するためのローパスフィルタ
と、このローパスフィルタの出力を微分して微分信号を
出力するための微分処理部と、前記ディジタル電圧信号
の値が第１のしきい値Ｌ１を越えているかどうかで第１
の欠陥を検出し、前記ディジタル電圧信号の値が第１の
しきい値Ｌ１よりも低い第２のしきい値Ｌ２よりも低い
かどうかで第２の欠陥を検出するための第１の処理手段
と、前記微分信号の値が変化量０の場合を基準としてこ
の値を間にした第３のしきい値Ｌ３と第４のしきい値Ｌ
４（但し、Ｌ３＞Ｌ４）の範囲を越えているかどうかを
検出する第２の処理手段と、該第２の処理手段の検出結
果と前記第１の処理手段の検出結果とを受けて前記第２
の処理手段のみから出力がある時にこれを第３の欠陥と
して検出する欠陥種類判別処理部とで実現される。
アルゴリズムは、ディジタル電圧信号からあらかじめ定
められた高周波成分を除去するためのローパスフィルタ
と、このローパスフィルタの出力を微分して微分信号を
出力するための微分処理部と、前記ディジタル電圧信号
の値が第１のしきい値Ｌ１を越えているかどうかで第１
の欠陥を検出し、前記ディジタル電圧信号の値が第１の
しきい値Ｌ１よりも低い第２のしきい値Ｌ２よりも低い
かどうかで第２の欠陥を検出するための第１の処理手段
と、前記微分信号の値が変化量０の場合を基準としてこ
の値を間にした第３のしきい値Ｌ３と第４のしきい値Ｌ
４（但し、Ｌ３＞Ｌ４）の範囲を越えているかどうかを
検出する第２の処理手段と、該第２の処理手段の検出結
果と前記第１の処理手段の検出結果とを受けて前記第２
の処理手段のみから出力がある時にこれを第３の欠陥と
して検出する欠陥種類判別処理部とで実現される。
【００１２】このような構成で、欠陥検出のための処理
アルゴリズムを、アンプ２１、２５からの２つの電圧信
号について実行することにより、欠陥検出を行うことが
できる。
アルゴリズムを、アンプ２１、２５からの２つの電圧信
号について実行することにより、欠陥検出を行うことが
できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】この手法は、集光レン
ズ１５によって２次元的に集光した照射レーザ光の反射
光やプラズマ光をそれぞれ、１つのフォトダイオード２
０、２４で検出するため、フォトダイオード２０、２４
の受光面に受光した光強度の総量を計測値としているこ
とになる。一方、照射レーザ光の反射光やプラズマ光の
強度の２次元分布は溶接状態によって変化する場合があ
る。
ズ１５によって２次元的に集光した照射レーザ光の反射
光やプラズマ光をそれぞれ、１つのフォトダイオード２
０、２４で検出するため、フォトダイオード２０、２４
の受光面に受光した光強度の総量を計測値としているこ
とになる。一方、照射レーザ光の反射光やプラズマ光の
強度の２次元分布は溶接状態によって変化する場合があ
る。
【００１４】図１２は、フォトダイオードにおける照射
レーザ光の反射光の分布の変化を模式的（簡略的に一次
元で描いた）に示したものであり、図１２（ａ）は溶接
部の溶融が良い場合、図１２（ｂ）は溶接部の溶融が悪
い場合の例である。図１２において、照射レーザ光の反
射光強度の総量が図１２（ａ）、図１（ｂ）共に等しい
とき（すなわち、図中の斜線部の面積が等しいとき）、
前述の手法では溶融状態の変化を検知できないことにな
る。
レーザ光の反射光の分布の変化を模式的（簡略的に一次
元で描いた）に示したものであり、図１２（ａ）は溶接
部の溶融が良い場合、図１２（ｂ）は溶接部の溶融が悪
い場合の例である。図１２において、照射レーザ光の反
射光強度の総量が図１２（ａ）、図１（ｂ）共に等しい
とき（すなわち、図中の斜線部の面積が等しいとき）、
前述の手法では溶融状態の変化を検知できないことにな
る。
【００１５】そこで、本発明の課題は、光電変換素子を
複数個配置することにより、欠陥の検出精度を向上させ
ることのできるレーザ溶接状態監視機能を持つレーザ溶
接機を提供することにある。
複数個配置することにより、欠陥の検出精度を向上させ
ることのできるレーザ溶接状態監視機能を持つレーザ溶
接機を提供することにある。
【００１６】本発明はまた、上記のレーザ溶接機に適し
たレーザ溶接状態監視方法を提供することにある。
たレーザ溶接状態監視方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光をレ
ーザトーチでワークに照射して溶接を行うレーザ溶接機
において、前記レーザトーチの筺体内に、前記ワークに
照射される前記レーザ光の光軸と同軸になるようにして
溶接箇所から発する、プラズマ光及びレーザ光の反射光
を集光する集光レンズを設け、前記集光レンズで集光さ
れたプラズマ光を受光するための二次元的な受光手段
と、前記集光レンズで集光されたレーザ光の反射光を受
光するための二次元的な受光手段とを配置して、受光し
たプラズマ光及びレーザ光の反射光の強度の二次元分布
に基づいて溶接箇所の欠陥検出を行うことを特徴とす
る。
ーザトーチでワークに照射して溶接を行うレーザ溶接機
において、前記レーザトーチの筺体内に、前記ワークに
照射される前記レーザ光の光軸と同軸になるようにして
溶接箇所から発する、プラズマ光及びレーザ光の反射光
を集光する集光レンズを設け、前記集光レンズで集光さ
れたプラズマ光を受光するための二次元的な受光手段
と、前記集光レンズで集光されたレーザ光の反射光を受
光するための二次元的な受光手段とを配置して、受光し
たプラズマ光及びレーザ光の反射光の強度の二次元分布
に基づいて溶接箇所の欠陥検出を行うことを特徴とす
る。
【００１８】このレーザ溶接機においては、前記集光レ
ンズの後に、前記レーザ光の反射光のみを反射し、残り
の光は透過する第１のレーザ光反射ミラーが設けられる
と共に、該第１のレーザ光反射ミラーの透過光から溶接
の過程で発生されるプラズマ光のみを抽出するための第
１のフィルタと、前記レーザ光反射ミラーの反射光から
前記レーザ光の反射光のみを抽出するための第２のフィ
ルタとが設けられる。
ンズの後に、前記レーザ光の反射光のみを反射し、残り
の光は透過する第１のレーザ光反射ミラーが設けられる
と共に、該第１のレーザ光反射ミラーの透過光から溶接
の過程で発生されるプラズマ光のみを抽出するための第
１のフィルタと、前記レーザ光反射ミラーの反射光から
前記レーザ光の反射光のみを抽出するための第２のフィ
ルタとが設けられる。
【００１９】前記二次元的な受光手段としては、前記第
１のフィルタの後に光ファイバと該光ファイバで受光さ
れた光を光電変換する複数の光電変換素子とを第１のグ
ループとして配置すると共に、前記第２のフィルタの後
にも光ファイバと該光ファイバで受光された光を光電変
換する複数の光電変換素子とを第２のグループとして配
置することが好ましい。
１のフィルタの後に光ファイバと該光ファイバで受光さ
れた光を光電変換する複数の光電変換素子とを第１のグ
ループとして配置すると共に、前記第２のフィルタの後
にも光ファイバと該光ファイバで受光された光を光電変
換する複数の光電変換素子とを第２のグループとして配
置することが好ましい。
【００２０】なお、前記レーザトーチ内には、レーザ発
振源と接続したレーザ伝送ファイバからのレーザ光を反
射させて前記ワークに向けて照射する第２のレーザ光反
射ミラーが設けられており、前記集光レンズは前記第２
のレーザ光反射ミラーを通して前記溶接箇所から発する
溶接光を集光する。
振源と接続したレーザ伝送ファイバからのレーザ光を反
射させて前記ワークに向けて照射する第２のレーザ光反
射ミラーが設けられており、前記集光レンズは前記第２
のレーザ光反射ミラーを通して前記溶接箇所から発する
溶接光を集光する。
【００２１】また、前記第１のグループの光電変換素子
からの複数の電気信号のレベルと前記第２のグループの
光電変換素子からの複数の電気信号のレベルとに基づい
て溶接箇所の欠陥検出を行う判定処理装置を備え、該判
定処理装置は、前記第１のグループ及び前記第２のグル
ープのそれぞれについて、複数の電気信号のレベルがそ
れぞれあらかじめ定められた範囲内にあるかどうかを判
別して前記あらかじめ定められた範囲内にある時には”
０”、前記あらかじめ定められた範囲外の時には”１”
を判別結果として出力すると共に、それぞれの判別結果
にあらかじめ定められた重み付けを行い、重み付けされ
た値の総和をあらかじめ定められたしきい値と比較して
欠陥の有無を判定する。
からの複数の電気信号のレベルと前記第２のグループの
光電変換素子からの複数の電気信号のレベルとに基づい
て溶接箇所の欠陥検出を行う判定処理装置を備え、該判
定処理装置は、前記第１のグループ及び前記第２のグル
ープのそれぞれについて、複数の電気信号のレベルがそ
れぞれあらかじめ定められた範囲内にあるかどうかを判
別して前記あらかじめ定められた範囲内にある時には”
０”、前記あらかじめ定められた範囲外の時には”１”
を判別結果として出力すると共に、それぞれの判別結果
にあらかじめ定められた重み付けを行い、重み付けされ
た値の総和をあらかじめ定められたしきい値と比較して
欠陥の有無を判定する。
【００２２】前記判定処理装置は更に、前記第１のグル
ープの光電変換素子からの複数の電気信号のレベルと前
記第２のグループの光電変換素子からの複数の電気信号
のレベルとに基づいて溶接ビードの大きさを評価する評
価手段を有し、該評価手段は、前記第１のグループ及び
前記第２のグループのそれぞれについて、複数の電気信
号のレベルがそれぞれあらかじめ設定されたしきい値よ
り高いかどうかを判別し、前記あらかじめ設定されたし
きい値より高い電気信号の数に基づいて溶接ビードの深
さと幅を評価するようにしても良い。
ープの光電変換素子からの複数の電気信号のレベルと前
記第２のグループの光電変換素子からの複数の電気信号
のレベルとに基づいて溶接ビードの大きさを評価する評
価手段を有し、該評価手段は、前記第１のグループ及び
前記第２のグループのそれぞれについて、複数の電気信
号のレベルがそれぞれあらかじめ設定されたしきい値よ
り高いかどうかを判別し、前記あらかじめ設定されたし
きい値より高い電気信号の数に基づいて溶接ビードの深
さと幅を評価するようにしても良い。
【００２３】更に、前記二次元的な受光手段として、前
記第１のフィルタの後に可視光及び赤外光を検知可能な
第１のＣＣＤカメラを配置すると共に、前記第２のフィ
ルタの後にも可視光及び赤外光を検知可能な第２のＣＣ
Ｄカメラを配置するようにしても良い。
記第１のフィルタの後に可視光及び赤外光を検知可能な
第１のＣＣＤカメラを配置すると共に、前記第２のフィ
ルタの後にも可視光及び赤外光を検知可能な第２のＣＣ
Ｄカメラを配置するようにしても良い。
【００２４】ＣＣＤカメラを使用する場合、前記第１の
ＣＣＤカメラからの画像と前記第２のＣＣＤカメラから
の画像とを個別に画像処理して溶接箇所の欠陥検出を行
う判定処理装置を備え、該判定処理装置は、前記第１の
ＣＣＤカメラからの各画素毎の輝度レベル（以下、第１
の輝度レベルグループと呼ぶ）と前記第２のＣＣＤカメ
ラからの各画素毎の輝度レベル（以下、第２の輝度レベ
ルグループと呼ぶ）のそれぞれについて、複数の輝度レ
ベルがそれぞれあらかじめ定められた範囲内にあるかど
うかを判別して前記あらかじめ定められた範囲内にある
時には”０”、前記あらかじめ定められた範囲外の時に
は”１”を判別結果として出力すると共に、それぞれの
判別結果にあらかじめ定められた重み付けを行い、重み
付けされた値の総和をあらかじめ定められたしきい値と
比較して欠陥の有無を判定する。ＣＣＤカメラを使用す
る場合にはまた、前記判定処理装置は更に、前記第１の
グループの光電変換素子からの複数の電気信号のレベル
と前記第２のグループの光電変換素子からの複数の電気
信号のレベルとに基づいて溶接ビードの大きさを評価す
る評価手段を有し、該評価手段は、前記第１のグループ
及び前記第２のグループのそれぞれについて、複数の電
気信号のレベルがそれぞれあらかじめ設定されたしきい
値より高いかどうかを判別し、前記あらかじめ設定され
たしきい値より高い電気信号の数に基づいて溶接ビード
の深さと幅を評価するようにしても良い。
ＣＣＤカメラからの画像と前記第２のＣＣＤカメラから
の画像とを個別に画像処理して溶接箇所の欠陥検出を行
う判定処理装置を備え、該判定処理装置は、前記第１の
ＣＣＤカメラからの各画素毎の輝度レベル（以下、第１
の輝度レベルグループと呼ぶ）と前記第２のＣＣＤカメ
ラからの各画素毎の輝度レベル（以下、第２の輝度レベ
ルグループと呼ぶ）のそれぞれについて、複数の輝度レ
ベルがそれぞれあらかじめ定められた範囲内にあるかど
うかを判別して前記あらかじめ定められた範囲内にある
時には”０”、前記あらかじめ定められた範囲外の時に
は”１”を判別結果として出力すると共に、それぞれの
判別結果にあらかじめ定められた重み付けを行い、重み
付けされた値の総和をあらかじめ定められたしきい値と
比較して欠陥の有無を判定する。ＣＣＤカメラを使用す
る場合にはまた、前記判定処理装置は更に、前記第１の
グループの光電変換素子からの複数の電気信号のレベル
と前記第２のグループの光電変換素子からの複数の電気
信号のレベルとに基づいて溶接ビードの大きさを評価す
る評価手段を有し、該評価手段は、前記第１のグループ
及び前記第２のグループのそれぞれについて、複数の電
気信号のレベルがそれぞれあらかじめ設定されたしきい
値より高いかどうかを判別し、前記あらかじめ設定され
たしきい値より高い電気信号の数に基づいて溶接ビード
の深さと幅を評価するようにしても良い。
【００２５】本発明によればまた、レーザ光をワークに
照射して溶接を行う際に、前記レーザトーチの筐体内
に、前記ワークに照射される前記レーザ光の光軸と同軸
になるようにして溶接箇所から発する、プラズマ光及び
レーザ光の反射光を集光し、集光されたプラズマ光を、
二次元的な受光手段により受光し、集光されたレーザ光
の反射光を、二次元的な受光手段により受光して、受光
したプラズマ光及びレーザ光の反射光の強度の二次元分
布に基づいて溶接箇所の欠陥検出を行うことを特徴とす
るレーザ溶接状態監視方法が提供される。
照射して溶接を行う際に、前記レーザトーチの筐体内
に、前記ワークに照射される前記レーザ光の光軸と同軸
になるようにして溶接箇所から発する、プラズマ光及び
レーザ光の反射光を集光し、集光されたプラズマ光を、
二次元的な受光手段により受光し、集光されたレーザ光
の反射光を、二次元的な受光手段により受光して、受光
したプラズマ光及びレーザ光の反射光の強度の二次元分
布に基づいて溶接箇所の欠陥検出を行うことを特徴とす
るレーザ溶接状態監視方法が提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の好まし
い実施の形態によるレーザ溶接機について説明する。な
お、図１１と同じ部分には同一番号を付している。ＹＡ
Ｇレーザ発振器１１からのＹＡＧレーザ光をレーザトー
チ１２へ導き、レーザトーチ１２内のＹＡＧレーザ反射
ミラー１３や図示しない光学レンズを通してワーク１４
に照射して溶接を行う。ワーク１４の溶接部から発する
溶接光を照射レーザ光と同軸に設置した集光レンズ１５
で集光し、ＹＡＧ光反射ミラー１６でＹＡＧ光のみを反
射することでプラズマ光と照射レーザ光の反射光とに分
離する。分離後、プラズマ光はＹＡＧ光カットフィルタ
１７を透過し、密集させて配置した複数の光ファイバ２
で受光される。受光されたプラズマ光はそれぞれ、各光
ファイバ２に個別に結合されたフォトダイオード３で光
電変換される。
い実施の形態によるレーザ溶接機について説明する。な
お、図１１と同じ部分には同一番号を付している。ＹＡ
Ｇレーザ発振器１１からのＹＡＧレーザ光をレーザトー
チ１２へ導き、レーザトーチ１２内のＹＡＧレーザ反射
ミラー１３や図示しない光学レンズを通してワーク１４
に照射して溶接を行う。ワーク１４の溶接部から発する
溶接光を照射レーザ光と同軸に設置した集光レンズ１５
で集光し、ＹＡＧ光反射ミラー１６でＹＡＧ光のみを反
射することでプラズマ光と照射レーザ光の反射光とに分
離する。分離後、プラズマ光はＹＡＧ光カットフィルタ
１７を透過し、密集させて配置した複数の光ファイバ２
で受光される。受光されたプラズマ光はそれぞれ、各光
ファイバ２に個別に結合されたフォトダイオード３で光
電変換される。
【００２７】一方、照射レーザ光の反射光はＹＡＧ光透
過帯域フィルタ１８を透過し、密集させて配置した複数
の光ファイバ４で受光される。受光されたプラズマ光は
それぞれ、各光ファイバ４に個別に結合されたフォトダ
イオード５で光電変換される。フォトダイオード３、５
で光電変換された複数の電圧信号はそれぞれ、図示しな
いアンプで増幅されて溶接状態判定処理装置６に入力さ
れる。溶接状態判定処理装置６は、入力された複数の電
圧信号のレベルに基づいて欠陥検出などの処理を行い、
その結果を必要に応じて表示装置２６や記憶装置２７で
表示、記録する。すなわち、溶接状態判定処理装置６
は、フォトダイオード３からの複数の電圧信号、フォト
ダイオード５からの複数の電圧信号について別々に欠陥
検出などの処理を行う。
過帯域フィルタ１８を透過し、密集させて配置した複数
の光ファイバ４で受光される。受光されたプラズマ光は
それぞれ、各光ファイバ４に個別に結合されたフォトダ
イオード５で光電変換される。フォトダイオード３、５
で光電変換された複数の電圧信号はそれぞれ、図示しな
いアンプで増幅されて溶接状態判定処理装置６に入力さ
れる。溶接状態判定処理装置６は、入力された複数の電
圧信号のレベルに基づいて欠陥検出などの処理を行い、
その結果を必要に応じて表示装置２６や記憶装置２７で
表示、記録する。すなわち、溶接状態判定処理装置６
は、フォトダイオード３からの複数の電圧信号、フォト
ダイオード５からの複数の電圧信号について別々に欠陥
検出などの処理を行う。
【００２８】光ファイバ２とフォトダイオード３の関係
を図２に示す。光ファイバ２を複数本密集させて端部を
面状に揃え、そこに溶接光を集光する。図２では９本の
光ファイバ２を密集させているが、本数と１本のファイ
バ径は適宜に選択する。光ファイバ２で伝送した光を光
ファイバ１本毎に１個のフォトダイオード３で受光す
る。このような関係は、光ファイバ４とフォトダイオー
ド５についても同様である。
を図２に示す。光ファイバ２を複数本密集させて端部を
面状に揃え、そこに溶接光を集光する。図２では９本の
光ファイバ２を密集させているが、本数と１本のファイ
バ径は適宜に選択する。光ファイバ２で伝送した光を光
ファイバ１本毎に１個のフォトダイオード３で受光す
る。このような関係は、光ファイバ４とフォトダイオー
ド５についても同様である。
【００２９】なお、光ファイバ２あるいは４を用いてい
るのは、光ファイバは図２のように隙間を生じないよう
に密集させて配置することができるからである。これに
対し、これまでのフォトダイオードは、その形状から隙
間を生じないように密集させて配置することは難しい。
しかし、フォトダイオードを含めて、隙間を生じないよ
うに密集させて配置することのできる光電変換素子であ
れば、光ファイバ無しで光電変換素子で直接、プラズマ
光や照射レーザ光の反射光を受光するようにしても良
い。
るのは、光ファイバは図２のように隙間を生じないよう
に密集させて配置することができるからである。これに
対し、これまでのフォトダイオードは、その形状から隙
間を生じないように密集させて配置することは難しい。
しかし、フォトダイオードを含めて、隙間を生じないよ
うに密集させて配置することのできる光電変換素子であ
れば、光ファイバ無しで光電変換素子で直接、プラズマ
光や照射レーザ光の反射光を受光するようにしても良
い。
【００３０】一方、光ファイバとフォトダイオードとの
組合せに代えて、図３の様に可視／赤外ＣＣＤカメラ７
を使用しても良い。ここで、可視／赤外ＣＣＤカメラと
いうのは、可視光及び赤外光を検知可能なＣＣＤカメラ
である。照射レーザ光の反射光、プラズマ光をそれぞれ
別の可視／赤外ＣＣＤカメラ７で受光し、その画像を溶
接状態判定処理装置６に伝送する。ただし、可視／赤外
ＣＣＤカメラ７は約３０ｍｓｅｃ周期で画像を伝送する
ので、タイミングによっては欠陥を見落とす（欠陥発生
時に画像を取得できない）場合がある。また、可視／赤
外ＣＣＤカメラ７を使用する構成では、溶接状態判定処
理装置６に画像処理装置を設置する。この画像処理装置
は、可視／赤外ＣＣＤカメラ７からの画像の各画素につ
いて輝度を検出し、検出した輝度レベルに基づいて欠陥
検出などの処理を行う。この場合、１つの画素が図１の
光ファイバ１本に相当することになるが、隣接し合う複
数の画素を光ファイバ１本に相当する１つの判定領域と
して、複数の画素の輝度レベルの和を算出し、この和に
基づいて欠陥検出を行うようにしても良い。
組合せに代えて、図３の様に可視／赤外ＣＣＤカメラ７
を使用しても良い。ここで、可視／赤外ＣＣＤカメラと
いうのは、可視光及び赤外光を検知可能なＣＣＤカメラ
である。照射レーザ光の反射光、プラズマ光をそれぞれ
別の可視／赤外ＣＣＤカメラ７で受光し、その画像を溶
接状態判定処理装置６に伝送する。ただし、可視／赤外
ＣＣＤカメラ７は約３０ｍｓｅｃ周期で画像を伝送する
ので、タイミングによっては欠陥を見落とす（欠陥発生
時に画像を取得できない）場合がある。また、可視／赤
外ＣＣＤカメラ７を使用する構成では、溶接状態判定処
理装置６に画像処理装置を設置する。この画像処理装置
は、可視／赤外ＣＣＤカメラ７からの画像の各画素につ
いて輝度を検出し、検出した輝度レベルに基づいて欠陥
検出などの処理を行う。この場合、１つの画素が図１の
光ファイバ１本に相当することになるが、隣接し合う複
数の画素を光ファイバ１本に相当する１つの判定領域と
して、複数の画素の輝度レベルの和を算出し、この和に
基づいて欠陥検出を行うようにしても良い。
【００３１】図４は図１の構成に適用される溶接状態判
定処理装置６の構成を示すブロック図である。フォトダ
イオード３（５）で光電変換された複数の電圧信号をＡ
／Ｄコンバータ６−１でデジタル変換し、ＣＰＵ６−
２、高速信号処理プロセッサ６−３にて予め定められた
処理アルゴリズムに従って欠陥検出などの溶接状態の判
定を行う。便宜上、Ａ／Ｄコンバータ６−１には、フォ
トダイオード３で光電変換された複数の電圧信号と、フ
ォトダイオード５で光電変換された複数の電圧信号とが
入力されているが、デジタル変換は別々に行われること
は言うまでも無い。このような装置の構成自体は信号処
理装置として一般的であり、パソコンを利用して容易に
実現できる。
定処理装置６の構成を示すブロック図である。フォトダ
イオード３（５）で光電変換された複数の電圧信号をＡ
／Ｄコンバータ６−１でデジタル変換し、ＣＰＵ６−
２、高速信号処理プロセッサ６−３にて予め定められた
処理アルゴリズムに従って欠陥検出などの溶接状態の判
定を行う。便宜上、Ａ／Ｄコンバータ６−１には、フォ
トダイオード３で光電変換された複数の電圧信号と、フ
ォトダイオード５で光電変換された複数の電圧信号とが
入力されているが、デジタル変換は別々に行われること
は言うまでも無い。このような装置の構成自体は信号処
理装置として一般的であり、パソコンを利用して容易に
実現できる。
【００３２】なお、図３の可視／赤外ＣＣＤカメラ７を
使用する場合には、Ａ／Ｄコンバータ６−１を画像処理
装置に代えた構成とする。
使用する場合には、Ａ／Ｄコンバータ６−１を画像処理
装置に代えた構成とする。
【００３３】以下に、溶接状態判定処理装置６における
欠陥検出と溶接ビード評価のアルゴリズムを説明する。
便宜上、バッチ的に説明するが、実際には計測信号のレ
ベルを使用して逐次演算処理してゆく。
欠陥検出と溶接ビード評価のアルゴリズムを説明する。
便宜上、バッチ的に説明するが、実際には計測信号のレ
ベルを使用して逐次演算処理してゆく。
【００３４】（１）欠陥検出 図５にｎ本の光ファイバにて溶接光（プラズマ光あるい
は照射レーザ光の反射光）を受光した場合の計測信号の
波形を時系列で示す。図５の様に、溶接欠陥が発生する
と計測信号のレベルが著しく変化する。よって、適当な
しきい値を設定してレベル変化を検知することで欠陥を
検出できる。以下に手順を示す。
は照射レーザ光の反射光）を受光した場合の計測信号の
波形を時系列で示す。図５の様に、溶接欠陥が発生する
と計測信号のレベルが著しく変化する。よって、適当な
しきい値を設定してレベル変化を検知することで欠陥を
検出できる。以下に手順を示す。
【００３５】Ａ／Ｄ変換処理後の信号をディジタルロ
ーパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。その結
果、図６に示すような処理信号が得られる。
ーパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。その結
果、図６に示すような処理信号が得られる。
【００３６】予め定められたしきい値ａ、ｂによりあ
る範囲を設定する。処理信号のレベルがこの範囲内にあ
るかどうかを判別し、この範囲内であれば”０”、範囲
外であれば欠陥候補としてフラグを立てる（フラグを”
１”にする）。この判別結果を図７に示す。
る範囲を設定する。処理信号のレベルがこの範囲内にあ
るかどうかを判別し、この範囲内であれば”０”、範囲
外であれば欠陥候補としてフラグを立てる（フラグを”
１”にする）。この判別結果を図７に示す。
【００３７】最終的に欠陥の有無を判定するため演算
処理を行う。
処理を行う。
【００３８】図８に演算処理アルゴリズムの概略を示
す。光ファイバ別に判別されたフラグの値（０または
１）に予め設定した重み係数を掛け、総和を求める。総
和が予め設定したしきい値以上のとき、欠陥と判定す
る。光ファイバ別に重み係数を設定するのは、溶接部の
中でも特に重視したい部位とそれほど重要では無い部位
とがあるからである。そこで、重視したい部位の光ファ
イバの判別結果には大きな重み係数を設定し、それほど
重要では無い部位の光ファイバの判別結果には小さな重
み係数を設定する。また、レーザのパワーチェンジをし
た場合には、監視すべき溶接部の領域も変える必要があ
る。例えば、レーザのパワーアップをした場合には、外
側領域の光ファイバの判別結果に対しても重み係数を大
きくするような変更を行う。
す。光ファイバ別に判別されたフラグの値（０または
１）に予め設定した重み係数を掛け、総和を求める。総
和が予め設定したしきい値以上のとき、欠陥と判定す
る。光ファイバ別に重み係数を設定するのは、溶接部の
中でも特に重視したい部位とそれほど重要では無い部位
とがあるからである。そこで、重視したい部位の光ファ
イバの判別結果には大きな重み係数を設定し、それほど
重要では無い部位の光ファイバの判別結果には小さな重
み係数を設定する。また、レーザのパワーチェンジをし
た場合には、監視すべき溶接部の領域も変える必要があ
る。例えば、レーザのパワーアップをした場合には、外
側領域の光ファイバの判別結果に対しても重み係数を大
きくするような変更を行う。
【００３９】なお、溶接状態判定処理装置６は、フォト
ダイオード３からの複数の電圧信号、フォトダイオード
５からの複数の電圧信号について別々に上記のアルゴリ
ズムに基づいて欠陥検出などの処理を行い、少なくとも
一方の処理において欠陥が検出されれば欠陥ありの出力
を行う。
ダイオード３からの複数の電圧信号、フォトダイオード
５からの複数の電圧信号について別々に上記のアルゴリ
ズムに基づいて欠陥検出などの処理を行い、少なくとも
一方の処理において欠陥が検出されれば欠陥ありの出力
を行う。
【００４０】（２）溶接ビードの大きさの評価 溶接ビードにおいて、その深さや幅が変化すると、溶接
光（プラズマ光あるいは照射レーザ光の反射光）の二次
元的広がりも大きさが変化する。このことから溶接光の
広がり面積を求めて、溶接ビードの大きさを評価するこ
とができる。
光（プラズマ光あるいは照射レーザ光の反射光）の二次
元的広がりも大きさが変化する。このことから溶接光の
広がり面積を求めて、溶接ビードの大きさを評価するこ
とができる。
【００４１】図９に示すように、溶接光を受光する光フ
ァイバの本数が、溶接ビードの変化によって変わってく
る。よって、溶接ビードの深さ及び幅と受光した光ファ
イバの本数との相関関係をあらかじめ実験結果により求
めておく。そして、実際の溶接加工時にはこの実験結果
に基づいて、受光した光ファイバの本数から溶接ビード
の深さ及び幅を評価することができる。
ァイバの本数が、溶接ビードの変化によって変わってく
る。よって、溶接ビードの深さ及び幅と受光した光ファ
イバの本数との相関関係をあらかじめ実験結果により求
めておく。そして、実際の溶接加工時にはこの実験結果
に基づいて、受光した光ファイバの本数から溶接ビード
の深さ及び幅を評価することができる。
【００４２】図１０には、溶接ビードの深さ及び幅と受
光した光ファイバの本数との相関関係の例を３種類示し
ている。
光した光ファイバの本数との相関関係の例を３種類示し
ている。
【００４３】実際の信号処理手順を以下に示す。
【００４４】Ａ／Ｄ変換処理後の信号をディジタルロ
ーパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。これは
上記（１）の欠陥検出と同じ処理である。
ーパスフィルタ処理にて高周波成分を除去する。これは
上記（１）の欠陥検出と同じ処理である。
【００４５】予め設定したしきい値ｃと計測信号のレ
ベルを比較し、しきい値ｃ以上ならば、光ファイバに受
光ありと判定してカウントする。
ベルを比較し、しきい値ｃ以上ならば、光ファイバに受
光ありと判定してカウントする。
【００４６】受光ありと判定した光ファイバの本数か
ら実験結果に基づいて溶接ビードの深さ及び幅を評価す
る。
ら実験結果に基づいて溶接ビードの深さ及び幅を評価す
る。
【００４７】なお、上記の説明では、レーザ発振器とし
てＹＡＧレーザ発振器を用いているが、これに限らず、
他の例えばＣＯ2 レーザ発振器、エキシマレーザ発振器
を用いたレーザ溶接機にも適用できる。この場合、照射
レーザ光の反射光の検出が可能なように、光学系の構成
やフォトダイオード、すなわち光電変換素子の選定を行
う。
てＹＡＧレーザ発振器を用いているが、これに限らず、
他の例えばＣＯ2 レーザ発振器、エキシマレーザ発振器
を用いたレーザ溶接機にも適用できる。この場合、照射
レーザ光の反射光の検出が可能なように、光学系の構成
やフォトダイオード、すなわち光電変換素子の選定を行
う。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。
る。
【００４９】１．溶接光をプラズマ光と照射レーザ光の
反射光とに分け、それらの分布を二次元かつ多点で計測
することで多角的な溶接状態の判定を行うことができる
ので、欠陥検出精度の向上を図ることができ、溶接ビー
ドの大きさ（深さ、幅）の評価を行うこともできる。
反射光とに分け、それらの分布を二次元かつ多点で計測
することで多角的な溶接状態の判定を行うことができる
ので、欠陥検出精度の向上を図ることができ、溶接ビー
ドの大きさ（深さ、幅）の評価を行うこともできる。
【００５０】２．レーザトーチ上部から照射レーザ光と
同軸で溶接光の計測ができるため、ワークの形状が複雑
でも欠陥検出を行うことができる。
同軸で溶接光の計測ができるため、ワークの形状が複雑
でも欠陥検出を行うことができる。
【００５１】３．上記の１、２より平面加工のみならず
３次元加工にも適用可能である。
３次元加工にも適用可能である。
【００５２】４．検査員の省人・省力化を実現でき、オ
ンライン計測による検査時間短縮化を図れるので、欠陥
検出自動化による生産ライン自動化（無人化）へ大きく
寄与する。
ンライン計測による検査時間短縮化を図れるので、欠陥
検出自動化による生産ライン自動化（無人化）へ大きく
寄与する。
【図１】本発明の実施の形態によるレーザ溶接機の構成
を示した図である。
を示した図である。
【図２】図１に示された光ファイバとフォトダイオード
との関係を説明するための図である。
との関係を説明するための図である。
【図３】図１に示された光ファイバとフォトダイオード
とに代えて可視／赤外ＣＣＤカメラを使用する場合につ
いて説明するための図である。
とに代えて可視／赤外ＣＣＤカメラを使用する場合につ
いて説明するための図である。
【図４】図１に示された溶接状態判定処理装置の構成を
示したブロック図である。
示したブロック図である。
【図５】図１に示された光ファイバから得られる計測信
号の例を欠陥ありの場合について示した波形図である。
号の例を欠陥ありの場合について示した波形図である。
【図６】図５に示された計測信号にローパスフィルタ処
理を施した後の波形図である。
理を施した後の波形図である。
【図７】図６に示された信号に対して欠陥候補の有無を
判別した結果を示す図である。
判別した結果を示す図である。
【図８】図７に示された判別結果を用いて行われる欠陥
検出処理アルゴリズムを説明するための図である。
検出処理アルゴリズムを説明するための図である。
【図９】溶接ビードの大きさの評価方法を説明するため
に、図１における光ファイバへの溶接光の二次元分布の
例を示した図である。
に、図１における光ファイバへの溶接光の二次元分布の
例を示した図である。
【図１０】溶接ビードの大きさの評価に必要な、溶接ビ
ードの深さ及び幅と光ファイバの受光本数の相関関係の
例を示した図である。
ードの深さ及び幅と光ファイバの受光本数の相関関係の
例を示した図である。
【図１１】本発明者によりすでに提案されている溶接欠
陥検出装置の構成を示した図である。
陥検出装置の構成を示した図である。
【図１２】図１１に示された溶接欠陥検出装置における
問題点を説明するための図である。
問題点を説明するための図である。
２、４ 光ファイバ ３、５、２０、２４ フォトダイオード ２１、２５ アンプ １１ ＹＡＧレーザ発振器 １２ レーザトーチ １３ ＹＡＧレーザ反射ミラー １４ ワーク １５ 集光レンズ １６ ＹＡＧ光反射ミラー １７ ＹＡＧ光カットフィルタ １８ ＹＡＧ光透過帯域フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｇ０２Ｂ 7/18 Ｚ (56)参考文献 特開 平９−108866（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−371381（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−138278（ＪＰ，Ａ) 森 清和 外２名，”テーラードブラ ンク溶接における溶接欠陥の検出”，溶 接学会論文集，社団法人溶接学会，平成 ８年11月５日，第14巻，第４号，ｐ. 689−693 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00
Claims (10)
- 【請求項１】 レーザ光をレーザトーチでワークに照射
して溶接を行うレーザ溶接機において、 前記レーザトーチの筺体内に、前記ワークに照射される
前記レーザ光の光軸と同軸になるようにして溶接箇所か
ら発する、プラズマ光及びレーザ光の反射光を集光する
集光レンズを設け、 前記集光レンズで集光されたプラズマ光を受光するため
の二次元的な受光手段と、 前記集光レンズで集光されたレーザ光の反射光を受光す
るための二次元的な受光手段とを配置して、 受光したプラズマ光及びレーザ光の反射光の強度の二次
元分布 に基づいて溶接箇所の欠陥検出を行うことを特徴
とするレーザ溶接機。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ溶接機において、
前記集光レンズの後に、前記レーザ光の反射光のみを反
射し、残りの光は透過する第１のレーザ光反射ミラーを
設けると共に、該第１のレーザ光反射ミラーの透過光か
ら溶接の過程で発生されるプラズマ光のみを抽出するた
めの第１のフィルタと、前記レーザ光反射ミラーの反射
光から前記レーザ光の反射光のみを抽出するための第２
のフィルタとを設けたことを特徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項３】 請求項２記載のレーザ溶接機において、
前記二次元的な受光手段として、前記第１のフィルタの
後に光ファイバと該光ファイバで受光された光を光電変
換する複数の光電変換素子とを第１のグループとして配
置すると共に、前記第２のフィルタの後にも光ファイバ
と該光ファイバで受光された光を光電変換する複数の光
電変換素子とを第２のグループとして配置することを特
徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項４】 請求項３記載のレーザ溶接機において、
前記レーザトーチ内には、レーザ発振源と接続したレー
ザ伝送ファイバからのレーザ光を反射させて前記ワーク
に向けて照射する第２のレーザ光反射ミラーが設けられ
ており、前記集光レンズは前記第２のレーザ光反射ミラ
ーを通して前記溶接箇所から発する溶接光を集光するこ
とを特徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項５】 請求項３記載のレーザ溶接機において、
前記第１のグループの光電変換素子からの複数の電気信
号のレベルと前記第２のグループの光電変換素子からの
複数の電気信号のレベルとに基づいて溶接箇所の欠陥検
出を行う判定処理装置を備え、該判定処理装置は、前記
第１のグループ及び前記第２のグループのそれぞれにつ
いて、複数の電気信号のレベルがそれぞれあらかじめ定
められた範囲内にあるかどうかを判別して前記あらかじ
め定められた範囲内にある時には”０”、前記あらかじ
め定められた範囲外の時には”１”を判別結果として出
力すると共に、それぞれの判別結果にあらかじめ定めら
れた重み付けを行い、重み付けされた値の総和をあらか
じめ定められたしきい値と比較して欠陥の有無を判定す
ることを特徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項６】 請求項２記載のレーザ溶接機において、
前記二次元的な受光手段として、前記第１のフィルタの
後に可視光及び赤外光を検知可能な第１のＣＣＤカメラ
を配置すると共に、前記第２のフィルタの後にも可視光
及び赤外光を検知可能な第２のＣＣＤカメラを配置する
ことを特徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項７】 請求項６記載のレーザ溶接機において、
前記第１のＣＣＤカメラからの画像と前記第２のＣＣＤ
カメラからの画像とを個別に画像処理して溶接箇所の欠
陥検出を行う判定処理装置を備え、該判定処理装置は、
前記第１のＣＣＤカメラからの各画素毎の輝度レベル
（以下、第１の輝度レベルグループと呼ぶ）と前記第２
のＣＣＤカメラからの各画素毎の輝度レベル（以下、第
２の輝度レベルグループと呼ぶ）のそれぞれについて、
複数の輝度レベルがそれぞれあらかじめ定められた範囲
内にあるかどうかを判別して前記あらかじめ定められた
範囲内にある時には”０”、前記あらかじめ定められた
範囲外の時には”１”を判別結果として出力すると共
に、それぞれの判別結果にあらかじめ定められた重み付
けを行い、重み付けされた値の総和をあらかじめ定めら
れたしきい値と比較して欠陥の有無を判定することを特
徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項８】 請求項５記載のレーザ溶接機において、
前記判定処理装置は更に、前記第１のグループの光電変
換素子からの複数の電気信号のレベルと前記第２のグル
ープの光電変換素子からの複数の電気信号のレベルとに
基づいて溶接ビードの大きさを評価する評価手段を有
し、該評価手段は、前記第１のグループ及び前記第２の
グループのそれぞれについて、複数の電気信号のレベル
がそれぞれあらかじめ設定されたしきい値より高いかど
うかを判別し、前記あらかじめ設定されたしきい値より
高い電気信号の数に基づいて溶接ビードの深さと幅を評
価することを特徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項９】 請求項７記載のレーザ溶接機において、
前記判定処理装置は更に、前記第１の輝度レベルグルー
プ及び前記第２の輝度レベルグループから溶接ビードの
大きさを評価する評価手段を備え、該評価手段は、前記
第１の輝度レベルグループ及び前記第２の輝度レベルグ
ループのそれぞれについて、複数の輝度レベルがそれぞ
れあらかじめ設定されたしきい値より高いかどうかを判
別し、前記あらかじめ設定されたしきい値より高い電気
信号の数に基づいて溶接ビードの深さと幅を評価するこ
とを特徴とするレーザ溶接機。 - 【請求項１０】 レーザ光をワークに照射して溶接を行
う際に、 前記レーザトーチの筐体内に、前記ワークに照射される
前記レーザ光の光軸と同軸になるようにして 溶接箇所か
ら発する、プラズマ光及びレーザ光の反射光を集光し、 集光されたプラズマ光を、二次元的な受光手段により受
光し、集光されたレーザ光の反射光を、二次元的な受光手段に
より受光して、 受光したプラズマ光及びレーザ光の反射光の強度の二次
元分布 に基づいて溶接箇所の欠陥検出を行うことを特徴
とするレーザ溶接状態監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21747098A JP3227650B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | レーザ溶接機及びレーザ溶接状態監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21747098A JP3227650B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | レーザ溶接機及びレーザ溶接状態監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000042769A JP2000042769A (ja) | 2000-02-15 |
| JP3227650B2 true JP3227650B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=16704747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21747098A Expired - Lifetime JP3227650B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | レーザ溶接機及びレーザ溶接状態監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227650B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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