JPH0327886A - 三次元レーザ溶接機 - Google Patents

三次元レーザ溶接機

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JPH0327886A
JPH0327886A JP1160642A JP16064289A JPH0327886A JP H0327886 A JPH0327886 A JP H0327886A JP 1160642 A JP1160642 A JP 1160642A JP 16064289 A JP16064289 A JP 16064289A JP H0327886 A JPH0327886 A JP H0327886A
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JP
Japan
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laser welding
welding machine
wire supply
filler wire
dimensional
Prior art date
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Pending
Application number
JP1160642A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichiro Kimura
盛一郎 木村
Kiyoshi Yamada
清 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は,三次元レーザ溶接機に関する。
(従来の技術) 従来から,三次元の溶接線の溶接物の溶接にもレーザ溶
接機が使われているが、溶接線で突き合わされた溶接物
の間のすきまが大きいと良好な溶接ができないので、フ
イラワイヤを使って溶接されている. 例えば,板厚4.5msの鋼板を突き合せ溶接するとき
には、すきまが0.2m以上になると正常な溶接ができ
ないので、フィラワイヤを溶接進行方向から溶接部に供
給することで、レーザ光で溶接可能な突き合せすきまが
広げられている(東芝ビュー39巻6号P.20参照)
., (発明が解決しようとする課題) ところがこの方法では、溶接線が直線のときは問題ない
が、急峻に折れ曲がるときにはレーザノズルに追従して
フイラワイヤの供給方向を変えるのはむつかしい。
被溶接物の精度をあげすきまを減らして,フイラワイヤ
を使わない方法も考えられるが、被溶接物が例えばプレ
ス成形された大形のものではまず不可能である。
そこで本発明の目的は、三次元の溶接線の被溶接物でも
容易に溶接することのできる三次元レーザ溶接機を得る
ことである。
〔発明の構或〕
(課題を解決するための手段と作用) 本発明は,突き合せ部が三次元の溶接物にフイラワイヤ
を供給しレーザ光を照射して溶接する三次元レーザ溶接
機において、5軸の自由度のレーザ溶接機の加工ヘッド
にこの加工ヘッドと同軸に回転自在なフイラワイヤ供給
装置を設け、加工ヘッドにフイラワイヤ供給装置を回転
させる駆動部を設けることで、NC制御装置でフイラワ
イヤ供給装置のワイヤ供給ノズルを突き合せ部の溶接線
の前方に位置させてすきまの広い突き合せ部の溶接を可
能にした三次元レーザ溶接機である。
(実施例) 以下,本発明の三次元レーザ溶接機の一実施例を図面を
参照して説明する. 第1図において、図示しないワークが図示しない治具と
ともに図示しない基準点に合わせて載置される加工テー
ブル1゛の後端には、上端面にX軸テーブル2aが左右
方向に設けられたX軸架台2が左右方向に立設され、こ
のX軸テーブル2aには前方に突き出たY軸アーム3の
後端が後端に設けられた駆動部3aでX軸方向に移動自
在に設けられている。
又、Y軸アーム3の左側面には、Z軸ベース4が縦に取
付られ、このZ軸ベース4の上面にはこのZ軸ベース4
を前後に駆動するサーボモータ3bが縦に取付られ、左
側面には縦に取付られたZ軸アーム5を上下に駆動する
サーボモータ5aが横に取付られ,更に2軸アーム5を
矢印α方向に回転させるサーボモータ3Cが前後方向に
取付られている。
更に、Z軸アーム5の下端には、略L形の軸箱5bが取
付られ、この軸箱5bの前面には軸箱5bに取付られた
図示しないサーボモータで矢印γ方向に回転し内部に反
射ミラーが取付られたミラーマウント6が取付られ、こ
のミラーマウント6の下端には後述する加工ヘッド8が
取付られている。
そして、Y軸アーム3の後端左側には、図示しない反射
鏡が収納されたミラーマウント7aが取付られ,このミ
ラーマウント7aの左側面には伸縮自在のレーザ伝送管
7Aの右端が固定され、このレーザ伝送管7Aの図示し
ない左端は図示しない炭酸ガスレーザ発振器の出射口に
接続され,ミラーマウント7aの前面にはY軸アーム3
の左側面に沿って前後に設けられた伸縮自在のレーザ伝
送管7bの後端が接続され、このレーザ伝送管7bの前
端はZ軸アーム5の上端に取付られ図示しない反射鏡が
収納されたミラーマウント4aの後面に接続され,Z軸
アーム5の下端の軸箱5b内にはミラーマウント4a内
の図示しない反射鏡から伝送されたレーザ光をミラーマ
ウント6内の後述する反射ミラーに転送する図示しない
反射ミラーが収納されている.第2図は,このような構
戊の三次元レーザ溶接機の先端の詳細縦断面図である。
同図において、ミラーマウント6の右上には、水冷マウ
ント6aが取付られ、この水冷マウント6aの左側には
反射鏡6bが取付られている。
そして、ミラーマウント6の下端には接続管9を介して
加工ヘッド8の上端の空気供給座lOが下から同心に装
着されて接続管9に固定され、この空気供給座lOの左
側面には空圧用継手10aが取付られている。更に,空
気供給座lOの下面には冷却水供給座11が下から同心
に筬合されて固定され、この冷却水供給座11の左側面
には2個の水圧用継手11aが螺着されて内部に設けら
れた水路1lbに連通している.又,冷却水供給座11
の内側にはミラーマウントl2が下からねじ込まれ、こ
のミラーマウント12の内側には集光ミラー12aが固
定されている.又,冷却水供給座1lの下面にはガス供
給座13が下から同心状に筬合されて固定され,このガ
ス供給座l3の左側面にはシールドガスを加工ヘッド8
内に供給するガス管継手13aがねじ込まれ、ガス供給
座l3の下面には,内側に断面V字状の上部ノズルl4
が同心状に当接し、ガス供給座l3の下面外側に下から
餞合され固定された電動機座15の上面で上部ノズル1
4に固定されている。
更に、電動機座15の右端上面には、6軸のNC制御装
置23に接続されたサーボモータl6が出力軸を下にし
て縦に固定され、このサーボモータl6の出力軸には小
さい径のプーり16aが挿着され、上?ノズル14の中
央外周には上端に大きい径のプーリ16bが固定された
筒体17が軸受17aを介して下から挿入され、プーり
16a, 16b間にはタイミングベルト16cがかか
っている。又,上部ノズル14の下端には内周に細目の
めねじが設けられた調整管20の上端が筬合して固定さ
れ、この調整管20の上端外周は軸受17aの内輪に当
接している。そして、調整管20の内側には外周に細目
のおねじが形成された下部ノズル2lが下から挿入され
、外周に装着されたナット21aで固定されている。
又、筒体17の右側面にはワイヤ調整機構18がU形の
取付枠18aを介してハンドル18b■とハンドル18
b2で紙面直交方向と左右方向に調整自在に取付られ、
このワイヤ調整機構18の下端には斜めに可視光検出器
19,ワイヤ供給ノズル18dが支え18bとともにね
じ18gであらかじめ調整されて取付られ、支えl8b
の右端にはフイラワイヤ18eが巻き付けられたりール
18cが取付られ,このリール18cの回転軸には図示
しない電動機が連結され、フイラワイヤ18cの左端は
ローラ18fからワイヤ供給ノズル18dで案内されて
下部ノズル2lの下端に突き出ている。
このように構成された三次元レーザ溶接機において、今
,加工テーブル1の上に位置決めされたワーク22の溶
接線22aにレーザ光を照射して溶接するときには,ま
ず、図示しない操作コンソールに接続された図示しない
教示箱で溶接作業を教示して、図示しない操作コンソー
ルに記憶させる。
そして、そのときには、x,y,z,α,γの各軸の位
置とともに、加工ヘッド8の進行方向と姿勢に対応して
プーり16a,タイミングベルト16c,プーり16b
,  筒体l7を介してワイヤ調!81+1構l8のワ
イヤ供給ノズル18dの向きを溶接線22aの前方に駆
動させたサーボモータ16の位置信号と,フィラワイヤ
18eの供給の要否も記憶させる。なお、発明者らの実
験結果では、溶接信号方向に対するフイラワイヤ18e
の供給角度は、溶接線22aに対して±30″以内に入
っていれば十分である。
次に,このようにして教示・記憶させたデータは、図示
しない操作コンソールからNC制御装置23に入力して
、一度プレイバックして確認する。
そのときには、可視光検出器l9に接続された図示しな
いモニタテレビでレーザ光の集光点がフイラワイヤ18
eの中央に照射されているかを見ることで、サーボモー
タl6の教示結果を容易に確認することができる。
なお、発明者らは、このような構成の三次元レーザ溶接
機で厚さ4.5mの軟鋼板(SPHC)の突き合せ部を
溶接した結果、突き合せ部のすきまが0.5msあって
も,外観・強度面において良好な溶接構造物を得ること
ができた。
その他の条件は、 フイラワイヤの直径・・・0.9mm レーザ光・・・5KV炭酸ガスレーザ モードはマルチモード、 集光径; 0.35〜0.4m シールドガスの供給量・・・60 Q / win加工
速度− 2 m / min である。
なお、上記実施例では、フライヮイヤ18eのリール1
8cをワイヤ調整機構18の外側に突き出した例で説明
したが、 リール18cをワイヤ調整機構l8の横に設
け, ワイヤ供給ノズル18dを曲げて溶接部に供給し
て、溶接線22aの前方に立ち上り部のあるワーク22
や、治具を避けるようにしてもよい。
更に上記実施例では、三次元溶接機のときで説明したが
、加工ヘッド8は三軸動作の加工機に取りつけて二次元
平面の溶接に適用してもよい。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば,突き合せ部が三次元の溶接物に
フイラワイヤを供給しレーザ光を照射して溶接する三次
元レーザ溶接機において、5軸の自由度のレーザ溶接機
の加工ヘッドにこの加工ヘッドと同軸に回転自在なフイ
ラワイヤ供給装置を設け、加工ヘッドにフイラワイヤ供
給装置を回転させ駆動部を設けて、NC制御装置でフイ
ラヮイヤ供給装置のワイヤ供給ノズルを突き合せ部の溶
接線の前方に位置させたので、三次元の溶接線のワーク
を容易に溶接することのできる三次元レーザ溶接機を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の三次元レーザ溶接機の一実施例を示す
斜視図、第2図は第1図の要部を示す縦断面詳細図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 三次元の突き合せ部にフイラワイヤを供給してレーザ溶
    接する三次元レーザ溶接機において、5軸の自由度のレ
    ーザ溶接機の加工ヘッドに、この加工ヘッドと同軸に回
    転自在に設けられ前記突き合せ部に前記フイラワイヤを
    供給するワイヤ供給機構と、前記加工ヘッドに固定され
    NC制御装置で前記ワイヤ供給機構を回転させる駆動部
    を設けたことを特徴とする三次元レーザ溶接機。
JP1160642A 1989-06-26 1989-06-26 三次元レーザ溶接機 Pending JPH0327886A (ja)

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