JPH05337669A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH05337669A JPH05337669A JP4150248A JP15024892A JPH05337669A JP H05337669 A JPH05337669 A JP H05337669A JP 4150248 A JP4150248 A JP 4150248A JP 15024892 A JP15024892 A JP 15024892A JP H05337669 A JPH05337669 A JP H05337669A
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- Japan
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- laser
- welding
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- sensor
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、レーザ光を発振するレーザ発振器
と、このレーザ発振器からのレーザ光を被加工物に照射
する照射手段と、前記被加工物の突き合せギャップ中心
を検出する溶接線検出手段と、前記被加工物の回転移動
量を検出する回転移動量検出手段と、前記溶接線検出手
段にて検出されたギャップ中心と前記回転移動量検出手
段にて検出された回転移動量を基に、前記レーザ発振器
から発振されたレーザ光を前記被加工物に前記被加工物
の突き合せ溶接面法線方向から照射するように前記照射
手段の位置を制御する制御手段とを有する。 【効果】 本発明によれば、被加工物に水平面内の微動
の他に回転微動があった場合においても確実に良好なレ
ーザ突き合せ溶接が実現できる。
と、このレーザ発振器からのレーザ光を被加工物に照射
する照射手段と、前記被加工物の突き合せギャップ中心
を検出する溶接線検出手段と、前記被加工物の回転移動
量を検出する回転移動量検出手段と、前記溶接線検出手
段にて検出されたギャップ中心と前記回転移動量検出手
段にて検出された回転移動量を基に、前記レーザ発振器
から発振されたレーザ光を前記被加工物に前記被加工物
の突き合せ溶接面法線方向から照射するように前記照射
手段の位置を制御する制御手段とを有する。 【効果】 本発明によれば、被加工物に水平面内の微動
の他に回転微動があった場合においても確実に良好なレ
ーザ突き合せ溶接が実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被加工物例えばパイプ
に溶接等のレーザ加工を行なうレーザ加工装置に関す
る。
に溶接等のレーザ加工を行なうレーザ加工装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば製管ロール材などの造管加工に用
いられるレーザ加工装置の一例を図３に示す。
いられるレーザ加工装置の一例を図３に示す。
【０００３】図３に示すように、レーザ発振器１から出
力されたレーザビームａが複数個のベンダーミラー２を
介して加工ヘッド３に導かれて、加工ヘッド内に設けら
れたレンズ４により集光されて造管パイプ材５の突き合
せ面ｂに照射され、レーザ突き合せ溶接がされるように
なっている。また、造管パイプ材５は加工ヘッド３の上
流側より平鋼から徐々に製管されながらパイプ状に成形
された状態で流れてくる。また、加工ヘッド３のごく近
傍の上流側には、溶接線検出センサ６が備えられてい
る。
力されたレーザビームａが複数個のベンダーミラー２を
介して加工ヘッド３に導かれて、加工ヘッド内に設けら
れたレンズ４により集光されて造管パイプ材５の突き合
せ面ｂに照射され、レーザ突き合せ溶接がされるように
なっている。また、造管パイプ材５は加工ヘッド３の上
流側より平鋼から徐々に製管されながらパイプ状に成形
された状態で流れてくる。また、加工ヘッド３のごく近
傍の上流側には、溶接線検出センサ６が備えられてい
る。
【０００４】溶接線検出センサ６は、レーザスリット投
光器７と反射光検出受光器８より構成されており、溶接
線検出センサ６より得られた画像信号を基にセンサコン
トローラ９にて溶接線のギャップ幅とギャップ中心を検
出することができる。このギャップ中心の検出量に応じ
て数値制御装置10により加工ヘッド駆動モータ11を動作
させ、造管パイプ材５の突き合せギャップ中心にレーザ
ビームａを照射するよう加工ヘッド３の位置を制御でき
るようになっている。
光器７と反射光検出受光器８より構成されており、溶接
線検出センサ６より得られた画像信号を基にセンサコン
トローラ９にて溶接線のギャップ幅とギャップ中心を検
出することができる。このギャップ中心の検出量に応じ
て数値制御装置10により加工ヘッド駆動モータ11を動作
させ、造管パイプ材５の突き合せギャップ中心にレーザ
ビームａを照射するよう加工ヘッド３の位置を制御でき
るようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なレーザ加工装置にあって、加工ヘッド３に流れてくる
造管パイプ材５が水平面内に微動する挙動に対しては、
溶接線検出センサ６にて突き合せギャップ中心を確実に
検出し、加工ヘッド３を制御し、良好な突き合せ溶接を
行なえるが、実際の造管ラインではこの造管パイプ材５
は水平面内の微動の他に、回転微動をともなう。
なレーザ加工装置にあって、加工ヘッド３に流れてくる
造管パイプ材５が水平面内に微動する挙動に対しては、
溶接線検出センサ６にて突き合せギャップ中心を確実に
検出し、加工ヘッド３を制御し、良好な突き合せ溶接を
行なえるが、実際の造管ラインではこの造管パイプ材５
は水平面内の微動の他に、回転微動をともなう。
【０００６】従って、造管パイプ材５に回転微動がある
場合、加工ヘッド３から照射されるレーザビームａは真
下へ照射されるため、突き合せ溶接面ｂに対して、その
回転量だけ斜めにレーザ照射が行なわれることになる。
造管パイプ材５の直径と肉厚の比が極端に大きい場合に
は、若干の回転微動は問題とならないが、直径と肉厚の
比が小さい場合、特に直径が小さく肉厚が厚いパイプで
は、突き合せ溶接面Ｂに対しレーザビームＡが斜めに照
射されると、突き合せ溶接がうまくできない、溶け込み
が浅い、溶接に片寄りがあるという溶接不良が発生する
といった致命的な欠点があった。
場合、加工ヘッド３から照射されるレーザビームａは真
下へ照射されるため、突き合せ溶接面ｂに対して、その
回転量だけ斜めにレーザ照射が行なわれることになる。
造管パイプ材５の直径と肉厚の比が極端に大きい場合に
は、若干の回転微動は問題とならないが、直径と肉厚の
比が小さい場合、特に直径が小さく肉厚が厚いパイプで
は、突き合せ溶接面Ｂに対しレーザビームＡが斜めに照
射されると、突き合せ溶接がうまくできない、溶け込み
が浅い、溶接に片寄りがあるという溶接不良が発生する
といった致命的な欠点があった。
【０００７】そこで本発明は上記事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、被加工物に水平面内の微動の他に
回転微動があった場合においても確実に良好なレーザ突
き合せ溶接のできるレーザ加工装置を提供することにあ
る。
もので、その目的は、被加工物に水平面内の微動の他に
回転微動があった場合においても確実に良好なレーザ突
き合せ溶接のできるレーザ加工装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、こ
のレーザ発振器からのレーザ光を被加工物に照射する照
射手段と、前記被加工物の突き合せギャップ中心を検出
する溶接線検出手段と、前記被加工物の回転移動量を検
出する回転移動量検出手段と、前記溶接線検出手段にて
検出されたギャップ中心と前記回転移動量検出手段にて
検出された回転移動量を基に、前記レーザ発振器から発
振されたレーザ光を前記被加工物に前記被加工物の突き
合せ溶接面法線方向から照射するように前記照射手段の
位置を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする
レーザ加工装置を提供する。
に、本発明は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、こ
のレーザ発振器からのレーザ光を被加工物に照射する照
射手段と、前記被加工物の突き合せギャップ中心を検出
する溶接線検出手段と、前記被加工物の回転移動量を検
出する回転移動量検出手段と、前記溶接線検出手段にて
検出されたギャップ中心と前記回転移動量検出手段にて
検出された回転移動量を基に、前記レーザ発振器から発
振されたレーザ光を前記被加工物に前記被加工物の突き
合せ溶接面法線方向から照射するように前記照射手段の
位置を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする
レーザ加工装置を提供する。
【０００９】
【作用】このように構成された本発明のレーザ加工装置
においては、レーザ発振器から出力されたレーザ光は、
照射手段を介して被加工物に照射される。このとき、被
加工物のレーザ光の照射位置に対し、被加工物の水平面
内の微動及び回転微動があると、その微動量を加工位置
の上流側にて事前に検出される。そして、その検出に基
づいて被加工物のギャップ中心法線方向よりレーザ照射
ができるように照射手段の位置を制御し加工が行なわれ
るようになる。
においては、レーザ発振器から出力されたレーザ光は、
照射手段を介して被加工物に照射される。このとき、被
加工物のレーザ光の照射位置に対し、被加工物の水平面
内の微動及び回転微動があると、その微動量を加工位置
の上流側にて事前に検出される。そして、その検出に基
づいて被加工物のギャップ中心法線方向よりレーザ照射
ができるように照射手段の位置を制御し加工が行なわれ
るようになる。
【００１０】従って、被加工物に水平面内の微動の他に
回転微動があったとしても、突き合せ面に対し最適位置
より、レーザ光が照射されるので、常に最適なレーザ加
工を行なうことができる。
回転微動があったとしても、突き合せ面に対し最適位置
より、レーザ光が照射されるので、常に最適なレーザ加
工を行なうことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説
明する。図１は、本実施例に係るレーザ加工装置の全体
構成を概略的に示すもので、従来例と同一部については
図３と同一符号を付する。
明する。図１は、本実施例に係るレーザ加工装置の全体
構成を概略的に示すもので、従来例と同一部については
図３と同一符号を付する。
【００１２】図１に示すように、レーザ発振器１より出
力されたレーザビームａはベンダーミラー２を介して加
工ヘッド３に導かれ、レンズ４により集光されて、造管
パイプ材５の突き合せ面ｂに照射されるようになってい
る。加工ヘッド３は、数値制御装置13の指令に従いＸ軸
駆動モータ14ａによりＸ方向へ、Ｚ軸駆動モータ14ｂに
よりＺ方向へ、α軸駆動モータ14ｃによりα方向へ移動
できる。尚、Ｘ，Ｚ，α軸のどの軸を移動させても加工
ヘッド３の中心よりレーザビームｂが照射されるようベ
ンダーミラー２が構成されている。
力されたレーザビームａはベンダーミラー２を介して加
工ヘッド３に導かれ、レンズ４により集光されて、造管
パイプ材５の突き合せ面ｂに照射されるようになってい
る。加工ヘッド３は、数値制御装置13の指令に従いＸ軸
駆動モータ14ａによりＸ方向へ、Ｚ軸駆動モータ14ｂに
よりＺ方向へ、α軸駆動モータ14ｃによりα方向へ移動
できる。尚、Ｘ，Ｚ，α軸のどの軸を移動させても加工
ヘッド３の中心よりレーザビームｂが照射されるようベ
ンダーミラー２が構成されている。
【００１３】そして、この加工ヘッド３の上流側におい
ては、事前に突き合せ溶接面を検出するために、溶接線
検出センサ６が設けられており、これはレーザスリット
光をパイプ材５に照射するレーザスリット投光器７と反
射光検出受光器８から構成されている。この溶接線検出
部近傍のパイプ材５の水平面内両側にはパイプ材５の水
平面内の移動量を測定する変位センサ15ａ，15ｂが設け
られている。尚、16はこれらのセンサを制御するセンサ
コントローラである。
ては、事前に突き合せ溶接面を検出するために、溶接線
検出センサ６が設けられており、これはレーザスリット
光をパイプ材５に照射するレーザスリット投光器７と反
射光検出受光器８から構成されている。この溶接線検出
部近傍のパイプ材５の水平面内両側にはパイプ材５の水
平面内の移動量を測定する変位センサ15ａ，15ｂが設け
られている。尚、16はこれらのセンサを制御するセンサ
コントローラである。
【００１４】このように構成された本実施例のレーザ加
工装置では、加工ヘッド３の上流側に設けられた溶接線
検出センサ６のレーザスリット投光器７よりパイプ材５
に照射されたレーザスリット光の反射光を受光器８にて
検出し、その画像データよりセンサコントローラ16にて
パイプ材５の突き合せギャップ中心を検知できる。ま
た、溶接線検出センサ６の近傍に設けられた変位センサ
15ａ，15ｂは、パイプ材５の両側面部水平面内移動量を
検知することができる。ここで、図２を用いて、溶接線
検出センサ６によるギャップ中心データと、変位センサ
15ａ，15ｂによる水平面内移動データより、センサコン
トローラ16にて行なうパイプ材５の水平面内の移動量と
回転移動量を算出する論理演算説明する。 まず、Ａは溶接線検出センサ６によるギャップ中心位置
の距離データ Ｂは変位センサ15ａによる変位データ Ｃは変位センサ15ｂによる変位データ であり、これらのデータよリパイプ材の直径Ｄは Ｄ＝Ｂ＋Ｃ …（１）式 センサ基準位置と微動後のパイプ中心までの距離Ｅは Ｅ＝（Ｃ−Ｂ）／２ …（２）式 従ってパイプ材の回転角度θは三角関数の計算により θ＝sin -1｛（２Ａ−Ｃ＋Ｂ）／（Ｂ＋Ｃ）｝ …（３）式 として演算することができる。尚、（３）式にてＥ＝Ａ
の場合はθ＝０゜となり、回転移動がないことになる。
工装置では、加工ヘッド３の上流側に設けられた溶接線
検出センサ６のレーザスリット投光器７よりパイプ材５
に照射されたレーザスリット光の反射光を受光器８にて
検出し、その画像データよりセンサコントローラ16にて
パイプ材５の突き合せギャップ中心を検知できる。ま
た、溶接線検出センサ６の近傍に設けられた変位センサ
15ａ，15ｂは、パイプ材５の両側面部水平面内移動量を
検知することができる。ここで、図２を用いて、溶接線
検出センサ６によるギャップ中心データと、変位センサ
15ａ，15ｂによる水平面内移動データより、センサコン
トローラ16にて行なうパイプ材５の水平面内の移動量と
回転移動量を算出する論理演算説明する。 まず、Ａは溶接線検出センサ６によるギャップ中心位置
の距離データ Ｂは変位センサ15ａによる変位データ Ｃは変位センサ15ｂによる変位データ であり、これらのデータよリパイプ材の直径Ｄは Ｄ＝Ｂ＋Ｃ …（１）式 センサ基準位置と微動後のパイプ中心までの距離Ｅは Ｅ＝（Ｃ−Ｂ）／２ …（２）式 従ってパイプ材の回転角度θは三角関数の計算により θ＝sin -1｛（２Ａ−Ｃ＋Ｂ）／（Ｂ＋Ｃ）｝ …（３）式 として演算することができる。尚、（３）式にてＥ＝Ａ
の場合はθ＝０゜となり、回転移動がないことになる。
【００１５】上記の論理演算によりパイプ材の水平面内
移動量成分Ｅと、回転移動量成分θを計算求めることが
できるので、これらのデータをもとに数値制御装置13に
て、Ｘ軸駆動モータ14ａ、Ｚ軸駆動モータ14ｂ、α軸駆
動モータ14ｃを同時制御し、パイプ材５の突き合せギャ
ップ中心の法線方向よりレーザビームａの照射ができる
ように加工ヘッド３の位置を制御することができる。
移動量成分Ｅと、回転移動量成分θを計算求めることが
できるので、これらのデータをもとに数値制御装置13に
て、Ｘ軸駆動モータ14ａ、Ｚ軸駆動モータ14ｂ、α軸駆
動モータ14ｃを同時制御し、パイプ材５の突き合せギャ
ップ中心の法線方向よりレーザビームａの照射ができる
ように加工ヘッド３の位置を制御することができる。
【００１６】従って、パイプ材５に水平面内の移動の他
に回転移動があっても、加工ヘッドの位置を制御し、リ
アルタイムにて溶接突き合せ面の法線方向よりレーザ照
射ができるため、常に最適なレーザ溶接加工ができるも
のである。
に回転移動があっても、加工ヘッドの位置を制御し、リ
アルタイムにて溶接突き合せ面の法線方向よりレーザ照
射ができるため、常に最適なレーザ溶接加工ができるも
のである。
【００１７】尚、上記実施例では水平面内の移動量検出
の変位センサに接触式のセンサを例としているが、この
センサは渦電流タイプ、静電容量タイプ、レーザ光学式
などどのような変位センサを使用しても同様の作用が可
能である。
の変位センサに接触式のセンサを例としているが、この
センサは渦電流タイプ、静電容量タイプ、レーザ光学式
などどのような変位センサを使用しても同様の作用が可
能である。
【００１８】また、変位センサは必ずしも２個必要では
なく、予めパイプの直径をセンサコントローラに入力デ
ータとして記憶していれば、水平面内の変位量計測用に
変位センサ１個のみを使用し、演算には入力データの直
径データを用いて回転移動量の演算を行なうこともでき
る。さらには、水平面内のパイプ材の移動量検知センサ
の他に上下方向移動量検知センサを設けることにより、
さらに高度な位置制御加工が行なえる。
なく、予めパイプの直径をセンサコントローラに入力デ
ータとして記憶していれば、水平面内の変位量計測用に
変位センサ１個のみを使用し、演算には入力データの直
径データを用いて回転移動量の演算を行なうこともでき
る。さらには、水平面内のパイプ材の移動量検知センサ
の他に上下方向移動量検知センサを設けることにより、
さらに高度な位置制御加工が行なえる。
【００１９】尚、溶接線検出センサは、本実施例の構成
に限られるものではなく、突き合せギャップ中心を検出
できるセンサであれば、光切断方式センサ、洩れ磁気検
出式センサ、三角測量式センサなどどのようなセンサを
使用してもよい。
に限られるものではなく、突き合せギャップ中心を検出
できるセンサであれば、光切断方式センサ、洩れ磁気検
出式センサ、三角測量式センサなどどのようなセンサを
使用してもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、被
加工物に水平面内の微動の他に回転微動があった場合に
おいても確実に良好なレーザ突き合せ溶接が実現でき
る。
加工物に水平面内の微動の他に回転微動があった場合に
おいても確実に良好なレーザ突き合せ溶接が実現でき
る。
【図１】本発明の一実施例を示す概要構成図。
【図２】図１に示したセンサコントローラでの論理演算
を説明する図。
を説明する図。
【図３】従来のレーザ加工装置を示す概要構成図。
１…レーザ発振器 ３…加工ヘッド ５…造管パイプ材 ６…溶接線検出センサ 13…数値制御装置 15ａ，15ｂ…変位センサ 16…センサコントローラ
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光を発振するレーザ発振器と、こ
のレーザ発振器からのレーザ光を被加工物に照射する照
射手段と、前記被加工物の突き合せギャップ中心を検出
する溶接線検出手段と、前記被加工物の回転移動量を検
出する回転移動量検出手段と、前記溶接線検出手段にて
検出されたギャップ中心と前記回転移動量検出手段にて
検出された移動量を基に、前記レーザ発振器から発振さ
れたレーザ光を前記被加工物の突き合せ溶接面法線方向
から照射するように前記照射手段の位置を制御する制御
手段とを具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150248A JPH05337669A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150248A JPH05337669A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337669A true JPH05337669A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15492801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4150248A Pending JPH05337669A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05337669A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6633018B2 (en) | 2000-12-25 | 2003-10-14 | Kawasaki Jukugyo Kabushiki Kaisha | Laser welding head with associated roller |
| JP2013154365A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Toshiba Corp | 溶接装置および溶接方法 |
| KR20140071534A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공의 바아형 부재에 대한 정보 측정방법 |
| KR20140071533A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공기의 바아형 부재 동심 여부 측정방법 |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP4150248A patent/JPH05337669A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6633018B2 (en) | 2000-12-25 | 2003-10-14 | Kawasaki Jukugyo Kabushiki Kaisha | Laser welding head with associated roller |
| JP2013154365A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Toshiba Corp | 溶接装置および溶接方法 |
| KR20140071534A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공의 바아형 부재에 대한 정보 측정방법 |
| KR20140071533A (ko) * | 2012-11-19 | 2014-06-12 | 주식회사 한광 | 바아형 부재 가공용 레이저 가공기의 바아형 부재 동심 여부 측정방법 |
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