JPS59101295A - レ−ザ溶接装置 - Google Patents

レ−ザ溶接装置

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Publication number
JPS59101295A
JPS59101295A JP57211955A JP21195582A JPS59101295A JP S59101295 A JPS59101295 A JP S59101295A JP 57211955 A JP57211955 A JP 57211955A JP 21195582 A JP21195582 A JP 21195582A JP S59101295 A JPS59101295 A JP S59101295A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
welding
torch
line
workpiece
Prior art date
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Pending
Application number
JP57211955A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Yuzaki
湯崎 芳啓
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP57211955A priority Critical patent/JPS59101295A/ja
Publication of JPS59101295A publication Critical patent/JPS59101295A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

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】 本発明は被溶接物の溶接線にレーデ光を照射することに
よシ溶接するレーデ溶接装置に関する。
一般にレーザ光を利用したレーデ溶接装置は、レーザ光
のエネルギ密度を高める為に例えば凸レンズによシレー
ザ光を集束させ小径(例えばφ= 1. Owrr以下
)のスポットビーム径にして溶接を行なっている。又、
レーデ溶接装置はレーデ光発生装置から発生させたレー
ザ光を先端に設けられ九レーザトーチに導く為に直線的
な光学的経路が必要である。そのためレーザ溶接装置を
固定して被溶接物を移動させるか、あるいはその逆に被
溶接物を固定して溶接装置を移動させる構成となってい
る。そして装置構造上は直線的な光学経路が得やすい為
、比較的単純で直線的な溶接を主体としたレーザ溶接装
置が一般的に使用されている。
しかしながら前述したようにレーザ光のスポットビーム
径が小さい為に単純でかつ直む的な溶接においても、先
端に設けられたレーザl−−チの移動軸に対して被溶接
物の溶tf#:線が平行になるように精度良くセットす
る必要がある。その結果セット作業に長時間を必要とし
、また精度良くセットしたとしても被溶接物の溶接線全
長にわたってレーザトーチの移動軸に対して平1で 行でなっているとは限らず、溶接中にレーデトーチから
発せられるレーザ光が被溶接物の溶接線から外れ溶接不
良あるいは溶接部の品質低下といった事態を引起してし
まい、さらにはレーデ溶接作業の途中に作業を中断した
シセットし直したシすることになシ安定したレーザ溶接
ができない恐れがあった。
本発明は以上の点にもとづいてなされたものでその目的
とするところは、レーデトーチの進行方向前方の被溶接
物の溶接線を検出して、その検出信号をもとにレーザト
ーチの位置制御を行なうととにより溶接線全長にわたっ
て安定しだレーザ溶接を行なうことができるレーザ溶接
装置を提供することにある。
すなわち本発明によるレーザ溶接装置は1.被溶接物を
支持する被溶接物支持台とこの被溶接物支持台の上面側
に設けられ上記被溶接物支持台と平行な水平面上で互に
直交する2方向に上記被溶接物支持台と相対的に移動可
能に設けられたレーザトーチと、このレーデトーチにレ
ーザ光を供給するレーデ光発生装置と、前記レーデトー
チの溶接進行方向前方に設けられ被溶接物の溶接線を検
出する非接触式位置検出器とを具備した構成である。
したがってレーザトーチの進行方向前方に設けられた非
接・触式位置検出器によシ被溶接物の溶接線を検出し、
この検出信号にょシレーザトーチの位置制御を行なうこ
とができそれによって現物の溶接線に沿って正確にレー
ザ溶接を行なうことができ被溶接物の溶接線全長にわた
って安定したレーデ溶接を行なうことができる。
以下第1図ないし第4図を参照して本発明の一実施例を
説明する。図中1は被溶接物支持台を示す。この被溶接
物支持台1上には1対の被溶接物2に、2Bが載置され
ておシこの被溶接物、?A、2Bによシ溶接線3が形成
されている。
上記被溶接物支持台1を挟むようにして1対のペッド4
および5が設けられている。この1対のペッド4および
5上にはそれぞれレール6および7が設けられている。
そしてこのレール6およびz上にはそれぞれ台車8およ
び9が摺動可能に設けられている。この1対の台車8お
よび9間には横梁10が架設されてお沙門形構造物11
を形成j〜でいる。上記横梁10の一方の側面には上下
にレール12および13が敷設されている。そしてこの
レール12および13にそって上記台車8および9の摺
動方向と垂直な方向に摺動可能に横行台車14が設けら
れている。この横行台車14はビームペンダ15、レー
ザトーチホルダ16およびレーザトーチ17とから構成
されている。一方前記台車8はコラム18およびビーム
ペンダ19を有しておりこのビームペンダ19は伸縮可
能ガレーザ光通過ダクト20.コリメータ21および固
定レーデ通過ダクト22を介してレーデ発生装置23に
接続されている。そして上記ビームペンダ19は伸縮可
能なレーザ光通過ダクト24を介して前記横行台車14
上部に設けられたビームペンダ15に接続されている。
すなわちレーデ光発生装置23から発せられたレーザ光
はコリメータ2ノによシ集束されレーデ光通過ダク) 
z O%ビームペンダ19、レーデ光通過ダクト24お
よびビームペンダ19を介して横行台車14のレーザト
ーチホルダ16に送られる構成となっている。そして前
記ペッド5上には駆動ねじ25を介して前記台車9を駆
動させる駆動モータ26が設けられている。また台車9
にはコラム27が設けられておりこのコラム27内には
前記横行台車14を駆動させる駆動モータ28が収納さ
れている。そしてこれら駆動モータ26および28を適
宜、駆動させることによシレーデトーチ17を被溶接物
21.2Bの溶接線に対して最適な位置にセットさせる
構成である。
次に第3図を参照してレーザトーチ17近傍の構成につ
いて説明する。すなわちレーザ) −チ17はアダプタ
29を介してレーザトーチホルダ16に接続されている
。そしてとのレーザトーチ17下方にはノズル30が設
けられておシ1.前述したレーザ光発生装置23から発
せられたレーザ光は上記アダプタ29およびレーデトー
チ17を介してこのノズル30から被溶接物2人および
2Bの溶接線3上に照射される構成である。またレーザ
トーチ17には冷却用配管31が接続されておりこの冷
却用配管3を介して供給される冷却媒体によりレーザト
ーチ17を冷却する構成である。そして上記ノズル30
には、ガス供給配管32が接続されてお如、溶接用不活
性ガス例えばアルゴンガスをノズル30内に供給する構
成でおる。そしてレーザトーチ17は上下方向機IAj
u用ダイアル33によシ上下方向の微調整可能に構成さ
れておシ、またノズル30は前後左右微調整用ダイアル
34により調整可能に構成されている。そして上記レー
ザトーチ17の進行方向前方位置には磁力線式の非接触
式位1171.検出器35が設けられており検出器支持
架台36を介してノズル30に取付けられている。また
このノズル30と非接触式位置検出器35との間には遮
蔽板37が設けられている。これは輻射熱によシ非接触
式位置検出器35の特性が変化するのを防止し7″また
防熱の為である。そしてこの非接触式位置検出器35に
よシ被溶接物2人および2Bの溶接線3を検出し、この
検出信号をもとにレーザトーチ17を進行方向に対して
直角になるように位置制御して現物の溶接線3に活って
確実にレーザ光を照射し溶接する構成である。
以上の構成をもとに例えば鋼板の突き合わせ溶接を例に
とって説明する。まずあらかじめ被溶接物を仮溶接する
かあるいは第1図に示すように被溶接物2Aおよび2B
を被溶接物支持台1に載置してセットする。そしてその
合せ部を溶接線3とする。そして駆動モータ26を駆動
させて台車9を走行させる。この台車90走行により一
体化されている台車8も走行する。そしてレーザトーチ
17の軸芯を図中Y軸方向の溶接開始位置に位置決め停
止させる。次に駆動モータ28を駆動させて横行台車1
4を走行させる。そしてレーデトーチ17の軸芯を図中
X軸方向の溶接箇所位置に位置決め停止させる。
このようにしてレーザトーチ12の位置が決定されたら
レーデ光発生装置23を起動させる。
レーデ光発生装置23から発せられたレーザ光は、固定
レーザ通過ダクト22、コリメータ21、レーザ光通過
ダクト201 ビームペンダ19、レーデ光通過ダクト
24、ビームペンダ15を介してレーデトーチホルダ1
6に送られ、さらKL/−f’)−チ17を介してノズ
ル30に送□られ溶接形詑照射される。その際ガス供給
配管32を介してノズル30内にアルゴンガスを供給し
ノズル先端から噴出する。これによって溶接箇所をシー
ルドして溶接を行なう。そして駆動モータ26を駆動さ
せて台車8,9をY軸方向に走行させて溶接線3に沿っ
て溶接を行なう。このとき被溶接物2に、2Bの溶接線
3が必ずしもレール6あるいCよ7と平行にセットされ
ているとは限ら々い。したがって台車8,9をY軸方向
に走行させていくと本来溶接すべき所でない箇所にレー
ザ光が照射され被溶接物の品質を損なう恐れがある。そ
こでレーザトーチ17進行方向前方に設けられた非接触
式位置検出器35によシ溶接線3を検出しY軸からの偏
差量でX軸方向のレーザトーチ17の軸芯が常に溶接線
3上にくるように駆動モータ28を制御する。
これで現物の溶接線にそって確実にレーザ光を照射し溶
接することができる。
以上の操作を第4図を参照して説明すると、基準Y軸か
らXl離れた位置が想定した溶接線とする。そして実際
に被溶接物支持台1上にセットされた被溶接物、’A、
、?Bの溶接線3が図に示すように形成されている。そ
してレーザトーチ17が基準Y軸と平行に走行され距離
(L)だけ動いた時、レーザトーチ17の軸芯と実際の
溶接線3とのX軸方向の偏差量(ΔX)は次のようにな
る。
ΔX=X2  Xl−δ2   □−(4)したがって
前述したように非接触式位置検出器35によシ実際の溶
接線3の位置を検出して検出信号を、も、゛とに偏差量
に相当する分だけ駆動モータ28を駆動させる。これで
レーザトーチ17の軸芯を実際の溶接#3上に位置制御
することができ、実際の溶接線3に沿ってレーザ光を照
射し溶接することができる。また上記非接触式位置検出
器35とレーザトーチ17の軸芯間距離(/、)はレー
ザ光のスポット径と関係があシ基準Y軸と実際の溶接線
3との誤差角度θとするとθ= tan−1%    
      (B)となる。したがってtを短くする程
誤差角度θを大きくとることができセット誤差の大きい
突合せ溶接にも十分対応できる。
なお非接触式位置検出器35としては磁力線式以外にも
例えば渦電流式のものでもよい。また前記実施例では被
溶接物支持台1側を固定としレーザトーチ17側を可動
とした構成のものに適用したが、この逆の構成の場合に
も適用できることはいうまでもない。
すなわち本発明によるレーザ溶接装置は、被溶接物を支
持する被溶接物支持台と、この被溶接物支持台の上面側
に設けられ上記被溶接物支持台と平行な水平面上で互に
直交する2方向に上記被溶接物支持台と相対的に移動可
能に設けられたレーザトーチと、このレーザトーチにレ
ーデ光を供給するレーデ光発生装置と、前記レーデトー
チの溶接進行方向前方に設けられ被溶接物の溶接線を検
出する非接触式位置検出器とを具備した構成である。
したがってレーデトーチの進行方向前方に設けられた非
接触式位置検出器によシ被溶接物の溶接線を検出し、こ
の検出信号によりレーデトーチの位置制御を行なうこと
ができそれによって現物の溶接線に沿って正確にレーザ
溶接を行なうことができ被溶接物の溶接線全長にわたっ
て安定したレーザ溶接を行なうことができる等その効果
は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示す図で第1
図はレーザ溶接装置の平面図、第2図は第1図の■〜■
断面図、第3図は一一≠幕を説明する図である。 !・・・被溶接物支持台、2A、2B・・・被溶接物、
3・・・溶接線、17・・・レーザトーチ、23・・・
レーデ光発生装置、35・・・非接触位置検出器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被溶接物を支持する被溶接物支持台と、この被溶
    接物支持台の上面側に設けられ上記被溶接物支持台と平
    行な水平面上で互いに直交する2方向に上記被溶接物支
    持台と相対的に移動可能に設けられたレーザトー≠と、
    このレーザトーチにレーザ光を供給するレーザ光発生装
    置と、前記レーデトーチの溶接進行方向前方に設けられ
    被溶接物の溶接線を検出する非接触式位置検出器とを具
    備したことを特徴とするレーデ溶接装置0
  2. (2)上記非接触式位置検出器は磁力線式であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレーザ溶接装置
JP57211955A 1982-12-02 1982-12-02 レ−ザ溶接装置 Pending JPS59101295A (ja)

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JP57211955A JPS59101295A (ja) 1982-12-02 1982-12-02 レ−ザ溶接装置

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JP57211955A JPS59101295A (ja) 1982-12-02 1982-12-02 レ−ザ溶接装置

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JPS59101295A true JPS59101295A (ja) 1984-06-11

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JP (1) JPS59101295A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04228283A (ja) * 1990-04-12 1992-08-18 Armco Inc 被加工物を突合せ溶接する溶接装置を自動的に位置合わせする装置および方法
US5818595A (en) * 1994-10-11 1998-10-06 Komatsu Ltd. Work piece butt position detecting method for butt welding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04228283A (ja) * 1990-04-12 1992-08-18 Armco Inc 被加工物を突合せ溶接する溶接装置を自動的に位置合わせする装置および方法
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