JP5205926B2

JP5205926B2 - Welding quality inspection device and welding quality inspection method

Info

Publication number: JP5205926B2
Application number: JP2007292452A
Authority: JP
Inventors: 清市松本; 隆正荒木; 雄三三浦; 寿隆藤巻; 和則溝上; 博行河木; 慎矢鎌田; 紳矢黒木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-11-09
Also published as: JP2009115767A

Description

本発明は、レーザ溶接における溶接部の品質を検査する技術に関する。 The present invention relates to a technique for inspecting the quality of a welded part in laser welding.

従来、レーザ溶接における溶接部の品質を検査する方法としては、特許文献１に記載の方法が知られている。
特許文献１に記載の方法は、被溶接物においてレーザが照射される表面の反対側である裏面からの発光強度に基づいて溶接部が裏面まで貫通しているか否かを検査する方法である。 Conventionally, a method described in Patent Document 1 is known as a method for inspecting the quality of a welded portion in laser welding.
The method described in Patent Document 1 is a method for inspecting whether or not the welded portion penetrates to the back surface based on the light emission intensity from the back surface on the opposite side of the surface irradiated with laser in the work piece.

しかし、特許文献１に記載の方法は、例えばアルミニウム合金からなるリチウムイオン二次電池のケースと蓋との嵌合部のレーザ溶接のように、被溶接物の裏面（この場合、ケースの内周面）を目視観察することができない場合には、溶接部が裏面まで貫通しているか否かを検査することができないという問題を有する。 However, the method described in Patent Document 1 uses the back surface of the work piece (in this case, the inner periphery of the case, for example, laser welding of a fitting portion between a case and a lid of a lithium ion secondary battery made of an aluminum alloy). When the surface) cannot be visually observed, it has a problem that it cannot be inspected whether or not the welded portion penetrates to the back surface.

特に、リチウムイオン二次電池のケースと蓋との嵌合部をレーザ溶接する場合、ケースの内周面まで溶接部が到達することによりケースの内周面でスパッタ（溶接スパッタ）が生ずると、このスパッタによりケース内部の回路にショートが発生するなどリチウムイオン二次電池の性能低下の原因となる場合があるため、ケースの内周面におけるスパッタの発生の有無を非破壊で精度良く検査する方法が望まれる。
特開平８−２６７２４１号公報 In particular, when laser welding a fitting portion between a case and a lid of a lithium ion secondary battery, spatter (welding spatter) occurs on the inner peripheral surface of the case when the weld reaches the inner peripheral surface of the case. This spatter may cause a deterioration in the performance of the lithium ion secondary battery, such as a short circuit in the circuit inside the case, so a non-destructive and accurate inspection method for the presence of spatter on the inner peripheral surface of the case Is desired.
JP-A-8-267241

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く検査することが可能な溶接品質検査装置および溶接品質検査方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides a welding quality inspection device and a welding quality inspection method capable of accurately inspecting whether or not spatter has occurred in a welded portion. .

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、
溶接部を溶融させるための主レーザおよび前記溶接部に形成された酸化膜を溶融するための酸化膜用レーザが照射された前記溶接部からの反射光を検出する反射光検出部と、
前記溶接部から発生する音を検出する音響検出部と、
前記反射光検出部により検出された反射光および前記音響検出部により検出された音に基づいて前記溶接部の品質を判定する品質判定部と、
を具備し、
前記反射光検出部は、
前記溶接部からの反射光の強度を検出する光センサと、
前記反射光のうち前記主レーザの反射光に対応する波長帯の光を透過するバンドパスフィルタを具備するものである。 That is, in claim 1,
A reflected light detection unit which oxide film laser for melting the main laser and the oxide film formed on the welded part for melting the weld section detects reflected light from the weld irradiated,
An acoustic detector for detecting sound generated from the weld;
A quality determination unit that determines the quality of the welded portion based on the reflected light detected by the reflected light detection unit and the sound detected by the acoustic detection unit;
Equipped with,
The reflected light detector is
An optical sensor for detecting the intensity of reflected light from the weld,
A band-pass filter that transmits light in a wavelength band corresponding to the reflected light of the main laser among the reflected light is provided .

請求項２においては、
前記反射光検出部は、
前記溶接部に照射されるレーザの光路上に配置され、前記溶接部に照射されるレーザを透過するとともに前記溶接部からの反射光を反射する反射光検出用ミラーをさらに備え、
前記光センサは、前記反射光検出用ミラーにより反射された前記溶接部からの反射光の強度を検出するものである。 In claim 2,
The reflected light detector is
A mirror for detecting reflected light that is disposed on the optical path of the laser irradiated to the welded portion and transmits the laser irradiated to the welded portion and reflects the reflected light from the welded portion;
The light sensor may be of a is that detecting the intensity of the reflected light from the weld reflected by the reflection light detecting mirror.

請求項３においては、
前記バンドパスフィルタは、
前記反射光検出用ミラーから前記光センサまでの前記反射光の光路上に配置されるものである。 In claim 3,
The bandpass filter is
Wherein it from the reflected light detecting mirror to be Ru is disposed on the optical path of the reflected light to the light sensor.

請求項４においては、
前記音響検出部は、
前記溶接部を基準として前記溶接部に照射されるレーザの発生源側となる位置に配置される第一音響センサと、
前記溶接部を基準として前記溶接部に照射されるレーザの発生源の反対側となる位置に配置される第二音響センサと、
を具備するものである。 In claim 4,
The acoustic detector is
A first acoustic sensor disposed at a position on the generation source side of the laser irradiated to the welded portion with respect to the welded portion;
A second acoustic sensor disposed at a position on the opposite side of the laser source irradiated to the welded portion with respect to the welded portion;
It comprises.

請求項５においては、
前記品質判定部は、
前記反射光検出部により検出された反射光の強度が予め設定された設定強度以下である場合には前記溶接部が貫通溶接されたと判定するものである。 In claim 5,
The quality judgment unit
When the intensity of the reflected light detected by the reflected light detection unit is equal to or lower than a preset set intensity, it is determined that the welded part has been welded through.

請求項６においては、
前記品質判定部は、
前記溶接部が貫通溶接されたと判定された場合であって、かつ前記音響検出部により検出された音の音響レベルが予め設定された設定レベル以上である場合には前記溶接部でスパッタが発生したと判定するものである。 In claim 6,
The quality judgment unit
When it is determined that the welded portion has been welded through and the sound level of the sound detected by the sound detecting portion is equal to or higher than a preset set level, spatter has occurred in the welded portion. It is determined.

請求項７においては、
溶接部を溶融させるための主レーザおよび前記溶接部に形成された酸化膜を溶融するための酸化膜用レーザが照射された前記溶接部からの反射光を検出するとともに、前記溶接部から発生する音を検出する反射光・音響検出工程と、
前記反射光・音響検出工程において検出された反射光および音に基づいて前記溶接部の品質を判定する品質判定工程と、
を具備し、
前記反射光・音響検出工程における前記溶接部からの反射光の検出は、前記反射光のうち前記主レーザの反射光に対応する波長帯の光を透過するバンドパスフィルタの透過光を検出することにより行うものである。 In claim 7,
With oxide film laser for melting the main laser and the oxide film formed on the welded part for melting the weld section detects reflected light from the welding portion that is irradiated, generated from the weld Reflected light / sound detection process for detecting sound;
A quality determination step of determining the quality of the weld based on the reflected light and sound detected in the reflected light / sound detection step;
Equipped with,
The detection of the reflected light from the weld in the reflected light / acoustic detection step is to detect the transmitted light of a bandpass filter that transmits light in a wavelength band corresponding to the reflected light of the main laser among the reflected light. It is done by .

請求項８においては、
前記反射光・音響検出工程において、
前記溶接部を基準として前記溶接部に照射されるレーザの発生源側となる位置および前記溶接部を基準として前記溶接部に照射されるレーザの発生源の反対側となる位置で前記溶接部から発生する音を検出するものである。 In claim 8,
In the reflected light / sound detection step,
From the welded portion at a position on the side of the laser generating source irradiated to the welded portion with respect to the welded portion and a position on the opposite side of the laser generated source irradiated to the welded portion based on the welded portion It detects the sound that occurs.

請求項９においては、
前記品質判定工程において、
前記反射光・音響検出工程において検出された反射光の強度が予め設定された設定強度以下である場合には前記溶接部が貫通溶接されたと判定するものである。 In claim 9,
In the quality judgment step,
When the intensity of the reflected light detected in the reflected light / sound detection step is equal to or lower than a preset set intensity, it is determined that the welded portion has been welded through.

請求項１０においては、前記品質判定工程において、
前記溶接部が貫通溶接されたと判定された場合であって、かつ前記反射光・音響検出工程において検出された音の音響レベルが予め設定された設定レベル以上である場合には前記溶接部でスパッタが発生したと判定するものである。 In claim 10, in the quality determination step,
When it is determined that the welded part has been welded through and the sound level of the sound detected in the reflected light / acoustic detection step is equal to or higher than a preset set level, the welded part is sputtered. Is determined to have occurred.

本発明は、溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く検査することが可能である、という効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to accurately inspect whether spatter has occurred in the welded portion.

以下では図１を用いて本発明に係る溶接品質検査装置の実施の一形態である溶接品質検査装置１００を備える溶接装置１０について説明する。
溶接装置１０はリチウムイオン二次電池１のケース３と蓋４とを溶接する装置であり、レーザトーチ２０およびターンテーブル３０を具備する。 Below, the welding apparatus 10 provided with the welding quality inspection apparatus 100 which is one Embodiment of the welding quality inspection apparatus which concerns on this invention using FIG. 1 is demonstrated.
The welding apparatus 10 is an apparatus for welding the case 3 and the lid 4 of the lithium ion secondary battery 1 and includes a laser torch 20 and a turntable 30.

以下ではリチウムイオン二次電池１の詳細について説明する。
リチウムイオン二次電池１は例えば電気自動車の駆動源として用いられる電池であり、電極部材２、ケース３および蓋４を具備する。 Below, the detail of the lithium ion secondary battery 1 is demonstrated.
The lithium ion secondary battery 1 is a battery used as a driving source of an electric vehicle, for example, and includes an electrode member 2, a case 3, and a lid 4.

電極部材２はリチウムイオン二次電池１の電極を成す部材である。本実施形態の電極部材２は、アルミニウム箔にコバルト酸リチウム等の活物質を塗布したもの（正極）と銅箔に炭素材料を塗布したもの（負極）との間にイオンが移動可能な多孔質の絶縁フィルムを挟んで扁平形状に巻き取ったものである。
電極部材２の正極にはアルミニウム合金からなる正極タブが溶接され、電極部材２の負極にはニッケル合金からなる負極タブが溶接される。 The electrode member 2 is a member that forms an electrode of the lithium ion secondary battery 1. The electrode member 2 of this embodiment is a porous material in which ions can move between an aluminum foil coated with an active material such as lithium cobaltate (positive electrode) and a copper foil coated with a carbon material (negative electrode). The film is wound up in a flat shape with an insulating film interposed therebetween.
A positive electrode tab made of an aluminum alloy is welded to the positive electrode of the electrode member 2, and a negative electrode tab made of a nickel alloy is welded to the negative electrode of the electrode member 2.

ケース３は略直方体形状の容器であり、アルミニウム合金からなる。ケース３の上面は開口しており、ケース３には電極部材２が収容される。電極部材２の正極に溶接された正極タブはケース３に溶接される。電極部材２が収容されたケース３には電解液が注入される。 The case 3 is a substantially rectangular parallelepiped container and is made of an aluminum alloy. The upper surface of the case 3 is open, and the electrode member 2 is accommodated in the case 3. The positive electrode tab welded to the positive electrode of the electrode member 2 is welded to the case 3. An electrolyte is injected into the case 3 in which the electrode member 2 is accommodated.

蓋４はケース３の上面の開口部を閉塞するものであり、アルミニウム合金からなる。電極部材２の負極に溶接された負極タブは蓋４に溶接される。
蓋４はケース３の上面の開口部に嵌合される。ケース３と蓋４との嵌合部５（本実施形態の場合、蓋４の下端部とケース３の上端部との境界部分）は溶接装置１０により溶接され、ケース３に注入された電解液が嵌合部５からケース３の外部に漏洩しないように封止される。 The lid 4 closes the opening on the upper surface of the case 3 and is made of an aluminum alloy. The negative electrode tab welded to the negative electrode of the electrode member 2 is welded to the lid 4.
The lid 4 is fitted into the opening on the upper surface of the case 3. The fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 (in the case of this embodiment, the boundary portion between the lower end portion of the lid 4 and the upper end portion of the case 3) is welded by the welding device 10 and the electrolyte injected into the case 3 Is sealed so as not to leak from the fitting portion 5 to the outside of the case 3.

以下ではレーザトーチ２０の詳細について説明する。
レーザトーチ２０はトーチ本体２１、パルスＹＡＧレーザ発生装置２２、ＬＤレーザ発生装置２３、第一レンズ２４、第二レンズ２５、入射光用ハーフミラー２６および支持部材２７を具備する。 Details of the laser torch 20 will be described below.
The laser torch 20 includes a torch main body 21, a pulse YAG laser generator 22, an LD laser generator 23, a first lens 24, a second lens 25, an incident light half mirror 26, and a support member 27.

トーチ本体２１はレーザトーチ２０の主たる構造体を成す略円筒形状の部材であり、レーザトーチ２０を構成する他の部材が取り付けられる。 The torch body 21 is a substantially cylindrical member that forms the main structure of the laser torch 20, and other members that constitute the laser torch 20 are attached to the torch body 21.

パルスＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）レーザ発生装置２２はアルミニウム合金を溶融するためのパルスレーザである主レーザを発生する装置である。
パルスＹＡＧレーザ発生装置２２はトーチ本体２１の後端部に取り付けられる。主レーザはトーチ本体２１の後端部からトーチ本体２１の内部空間に導かれ、トーチ本体２１の後端部から前端部に向かって（トーチ本体２１の長手方向に）照射される。 A pulse YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser generator 22 generates a main laser which is a pulse laser for melting an aluminum alloy.
The pulse YAG laser generator 22 is attached to the rear end portion of the torch body 21. The main laser is guided from the rear end portion of the torch main body 21 to the internal space of the torch main body 21 and irradiated from the rear end portion of the torch main body 21 toward the front end portion (in the longitudinal direction of the torch main body 21).

ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）レーザ発生装置２３は主としてアルミニウム合金の表面に形成された酸化膜を溶融するためのレーザである酸化膜用レーザを発生する装置である。なお、酸化膜用レーザの波長と主レーザの波長とは異なる。
ＬＤレーザ発生装置２３はトーチ本体２１の外周面の中途部に取り付けられる。酸化膜用レーザはトーチ本体２１の外周面の中途部からトーチ本体２１の内部空間に導かれ、主レーザの光路に直交する方向に照射される。 An LD (Laser Diode) laser generator 23 is an apparatus that generates an oxide film laser that is a laser for melting an oxide film formed mainly on the surface of an aluminum alloy. The wavelength of the oxide film laser and the wavelength of the main laser are different.
The LD laser generator 23 is attached to the middle part of the outer peripheral surface of the torch body 21. The oxide film laser is guided from the middle portion of the outer peripheral surface of the torch main body 21 to the internal space of the torch main body 21 and irradiated in a direction orthogonal to the optical path of the main laser.

第一レンズ２４は主レーザおよび酸化膜用レーザを収束するレンズである。第一レンズ２４はトーチ本体２１の内部空間の中途部に設けられる。 The first lens 24 is a lens that converges the main laser and the oxide film laser. The first lens 24 is provided in the middle of the internal space of the torch body 21.

第二レンズ２５は主レーザおよび酸化膜用レーザを収束するレンズである。第二レンズ２５はトーチ本体２１の内部空間の前端部に設けられる。 The second lens 25 is a lens that converges the main laser and the oxide film laser. The second lens 25 is provided at the front end of the internal space of the torch body 21.

入射光用ハーフミラー２６は主レーザおよび酸化膜用レーザをトーチ本体２１から同軸で照射するための光学部品である。
入射光用ハーフミラー２６はトーチ本体２１の内部空間の中途部、かつ主レーザの光路と酸化膜用レーザの光路とが直交する位置に配置される。 The incident light half mirror 26 is an optical component for coaxially irradiating the main laser and the oxide film laser from the torch body 21.
The incident light half mirror 26 is arranged in the middle of the internal space of the torch main body 21 and at a position where the optical path of the main laser and the optical path of the oxide film laser intersect at right angles.

入射光用ハーフミラー２６は主レーザを透過する。入射光用ハーフミラー２６を透過した主レーザは第一レンズ２４および第二レンズ２５を経てケース３と蓋４との嵌合部５に照射される。
入射光用ハーフミラー２６は酸化膜用レーザをその入射方向に対して直交する方向に反射する。入射光用ハーフミラー２６により反射された酸化膜用レーザは第一レンズ２４および第二レンズ２５を経てケース３と蓋４との嵌合部５に照射される。
このように、主レーザおよび酸化膜用レーザは同軸でケース３と蓋４との嵌合部５に照射される。 The incident light half mirror 26 transmits the main laser. The main laser beam transmitted through the incident light half mirror 26 is irradiated to the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 through the first lens 24 and the second lens 25.
The incident light half mirror 26 reflects the oxide film laser in a direction perpendicular to the incident direction. The oxide film laser reflected by the incident light half mirror 26 is applied to the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 through the first lens 24 and the second lens 25.
As described above, the main laser and the oxide film laser are coaxially applied to the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4.

支持部材２７はトーチ本体２１を支持する部材である。支持部材２７はスライドベース２７ａ、スライドブロック２７ｂおよび支柱２７ｃを具備する。
スライドベース２７ａは床面（あるいは周囲の固定物）に固定される部材である。スライドベース２７ａは長尺の部材であり、スライドベース２７ａの長手方向が水平面に平行となるように固定される。
スライドブロック２７ｂはスライドベース２７ａに係合しつつスライドベース２７ａの長手方向に摺動する部材である。
支柱２７ｃはその下端がスライドブロック２７ｂに固定され、その上端がトーチ本体２１に固定される部材である。 The support member 27 is a member that supports the torch body 21. The support member 27 includes a slide base 27a, a slide block 27b, and a column 27c.
The slide base 27a is a member that is fixed to the floor (or a surrounding fixed object). The slide base 27a is a long member, and is fixed so that the longitudinal direction of the slide base 27a is parallel to the horizontal plane.
The slide block 27b is a member that slides in the longitudinal direction of the slide base 27a while engaging with the slide base 27a.
The column 27 c is a member whose lower end is fixed to the slide block 27 b and whose upper end is fixed to the torch body 21.

支柱２７ｃに固定されたトーチ本体２１の長手方向（主レーザおよび酸化膜用レーザの照射方向）とスライドベース２７ａの長手方向とは平行となる。
従って、スライドブロック２７ｂが図示せぬボールネジの駆動によりスライドベース２７ａの長手方向に摺動すると、トーチ本体２１はその長手方向（前後方向）に移動する。 The longitudinal direction of the torch body 21 fixed to the column 27c (irradiation direction of the main laser and the oxide film laser) and the longitudinal direction of the slide base 27a are parallel to each other.
Therefore, when the slide block 27b slides in the longitudinal direction of the slide base 27a by driving a ball screw (not shown), the torch body 21 moves in the longitudinal direction (front-rear direction).

以下ではターンテーブル３０の詳細について説明する。
ターンテーブル３０はリチウムイオン二次電池１を支持するものであり、スライドベース３０ａ、スライドブロック３０ｂ、支柱３０ｃおよび載置台３０ｄを具備する。
スライドベース３０ａは床面（あるいは周囲の固定物）に固定される部材である。スライドベース３０ａは長尺の部材であり、スライドベース３０ａの長手方向が水平面に平行となるように固定される。スライドベース３０ａはスライドベース２７ａの前方となる位置に配置され、スライドベース３０ａの長手方向はスライドベース２７ａの長手方向と直交する。
スライドブロック３０ｂはスライドベース３０ａに係合しつつスライドベース３０ａの長手方向に摺動する部材である。
支柱３０ｃは略円柱形状の部材であり、その下端がスライドブロック２７ｂに回動可能に軸支される。
載置台３０ｄはリチウムイオン二次電池１が載置される部材であり、支柱３０ｃの上端に固定される。 Details of the turntable 30 will be described below.
The turntable 30 supports the lithium ion secondary battery 1 and includes a slide base 30a, a slide block 30b, a column 30c, and a mounting table 30d.
The slide base 30a is a member fixed to the floor surface (or a surrounding fixed object). The slide base 30a is a long member, and is fixed so that the longitudinal direction of the slide base 30a is parallel to the horizontal plane. The slide base 30a is disposed at a position in front of the slide base 27a, and the longitudinal direction of the slide base 30a is orthogonal to the longitudinal direction of the slide base 27a.
The slide block 30b is a member that slides in the longitudinal direction of the slide base 30a while engaging with the slide base 30a.
The column 30c is a substantially cylindrical member, and the lower end thereof is pivotally supported by the slide block 27b.
The mounting table 30d is a member on which the lithium ion secondary battery 1 is mounted, and is fixed to the upper end of the support column 30c.

スライドブロック３０ｂが図示せぬボールネジの駆動によりスライドベース３０ａの長手方向に摺動すると、載置台３０ｄに載置されたリチウムイオン二次電池１はトーチ本体２１の長手方向に直交する方向（左右方向）に移動する。
また、支柱３０ｃおよび載置台３０ｄが図示せぬモータの駆動によりスライドブロック３０ｂに対して回動すると、載置台３０ｄに載置されたリチウムイオン二次電池１は旋回する（水平面に垂直な軸を中心に回動する）。 When the slide block 30b slides in the longitudinal direction of the slide base 30a by driving a ball screw (not shown), the lithium ion secondary battery 1 placed on the placement table 30d is in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the torch body 21 (left-right direction). )
Further, when the support column 30c and the mounting table 30d are rotated with respect to the slide block 30b by driving a motor (not shown), the lithium ion secondary battery 1 mounted on the mounting table 30d rotates (with an axis perpendicular to the horizontal plane). Rotate to the center).

以下では溶接品質検査装置１００の詳細について説明する。
溶接品質検査装置１００はリチウムイオン二次電池１の溶接品質、より詳細にはケース３と蓋４との嵌合部５を溶接する際に溶接部でスパッタが発生したか否かを検査する装置である。
溶接品質検査装置１００は反射光検出部１１０、音響検出部１２０および判定ユニット１３０を具備する。 Below, the detail of the welding quality inspection apparatus 100 is demonstrated.
The welding quality inspection apparatus 100 is an apparatus for inspecting the welding quality of the lithium ion secondary battery 1, more specifically, whether or not spatter has occurred in the welded portion when the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is welded. It is.
The welding quality inspection apparatus 100 includes a reflected light detection unit 110, an acoustic detection unit 120, and a determination unit 130.

反射光検出部１１０は本発明に係る反射光検出部の実施の一形態であり、溶接装置１０によるレーザ溶接の溶接部（本実施形態の場合、ケース３と蓋４との嵌合部５のうち、主レーザおよび酸化膜用レーザが照射されている部分）からの反射光を検出するものである。
反射光検出部１１０は反射光用ハーフミラー１１１、反射光案内管１１２、ミラー１１３、バンドパスフィルタ１１４およびフォトダイオード１１５を具備する。 The reflected light detection unit 110 is an embodiment of the reflected light detection unit according to the present invention, and is a welded part of laser welding by the welding device 10 (in the case of the present embodiment, the fitting part 5 between the case 3 and the lid 4). Among them, the reflected light from the portion irradiated with the main laser and the oxide film laser is detected.
The reflected light detection unit 110 includes a reflected light half mirror 111, a reflected light guide tube 112, a mirror 113, a bandpass filter 114, and a photodiode 115.

反射光用ハーフミラー１１１は本発明に係る反射光検出用ミラーの実施の一形態であり、溶接装置１０によるレーザ溶接の溶接部に照射されるレーザ（主レーザおよび酸化膜用レーザ）の光路上に配置される光学部品である。
反射光用ハーフミラー１１１はトーチ本体２１の内部空間において第一レンズ２４と第二レンズ２５とで挟まれる位置に配置される。
反射光用ハーフミラー１１１はパルスＹＡＧレーザ発生装置２２により発生する主レーザおよびＬＤレーザ発生装置２３により発生する酸化膜用レーザを透過する。
反射光用ハーフミラー１１１は溶接装置１０によるレーザ溶接の溶接部からの反射光（より厳密には、溶接装置１０によるレーザ溶接の溶接部からの反射光のうち、溶接装置１０によるレーザの照射方向のちょうど逆方向に反射されたもの）を下方に向かって反射する。 The reflected light half mirror 111 is an embodiment of the reflected light detection mirror according to the present invention, and is on the optical path of the laser (main laser and oxide film laser) irradiated to the welded part of laser welding by the welding apparatus 10. Is an optical component.
The reflected light half mirror 111 is disposed at a position between the first lens 24 and the second lens 25 in the internal space of the torch body 21.
The reflected light half mirror 111 transmits the main laser generated by the pulse YAG laser generator 22 and the oxide film laser generated by the LD laser generator 23.
The reflected light half mirror 111 reflects the reflected light from the welded portion of the laser welding by the welding device 10 (more precisely, of the reflected light from the welded portion of the laser welded by the welding device 10, the laser irradiation direction by the welding device 10). Reflected in the opposite direction of).

反射光案内管１１２は反射光用ハーフミラー１１１により反射されたレーザ溶接の溶接部からの反射光を案内する管状の部材である。反射光案内管１１２はＬ字形に屈曲され、反射光案内管１１２の一端はトーチ本体２１に連通接続される。
反射光用ハーフミラー１１１により反射されたレーザ溶接の溶接部からの反射光は、反射光案内管１１２の一端から反射光案内管１１２の内部空間に案内される。 The reflected light guide tube 112 is a tubular member that guides the reflected light from the weld portion of the laser welding reflected by the reflected light half mirror 111. The reflected light guide tube 112 is bent in an L shape, and one end of the reflected light guide tube 112 is connected to the torch body 21 in communication.
The reflected light from the welded portion of the laser welding reflected by the reflected light half mirror 111 is guided from one end of the reflected light guide tube 112 to the internal space of the reflected light guide tube 112.

ミラー１１３は反射光案内管１１２の内部空間においてＬ字形に屈曲した部分に配置される光学部品である。反射光案内管１１２の内部空間に案内されたレーザ溶接の溶接部からの反射光は、ミラー１１３により反射されて反射光案内管１１２の他端に向かって案内される。 The mirror 113 is an optical component arranged in a portion bent in an L shape in the internal space of the reflected light guide tube 112. The reflected light from the welded portion of laser welding guided to the internal space of the reflected light guide tube 112 is reflected by the mirror 113 and guided toward the other end of the reflected light guide tube 112.

バンドパスフィルタ１１４は本発明に係るバンドパスフィルタの実施の一形態であり、反射光案内管１１２の内部空間において反射光案内管１１２の屈曲部と反射光案内管１１２の他端とで挟まれた位置（反射光用ハーフミラー１１１から後述するフォトダイオード１１５までの反射光の光路上）に配置され、レーザ溶接の溶接部からの反射光のうち所定の波長の光を透過するフィルタである。
ここで、バンドパスフィルタ１１４は、レーザ溶接の溶接部からの反射光のうち、主レーザの反射光に対応する波長帯の光を透過する。 The bandpass filter 114 is an embodiment of the bandpass filter according to the present invention, and is sandwiched between the bent portion of the reflected light guide tube 112 and the other end of the reflected light guide tube 112 in the internal space of the reflected light guide tube 112. This is a filter that is disposed at a position (on the optical path of reflected light from the reflected light half mirror 111 to the photodiode 115 described later) and transmits light of a predetermined wavelength out of reflected light from a welded part of laser welding.
Here, the band pass filter 114 transmits light in a wavelength band corresponding to the reflected light of the main laser among the reflected light from the welded part of laser welding.

フォトダイオード１１５は本発明に係る光センサの実施の一形態であり、反射光用ハーフミラー１１１により反射された溶接部からの反射光の強度を検出するものである。
なお、本実施形態では光センサとしてフォトダイオードを用いたが、本発明に係る光センサはこれに限定されず、例えばフォトトランジスタあるいはアバランシェフォトトランジスタ等、検出した光の強度に応じて（高速で応答して）信号を出力可能なものであれば良い。 The photodiode 115 is an embodiment of an optical sensor according to the present invention, and detects the intensity of reflected light from the welded portion reflected by the reflected light half mirror 111.
In the present embodiment, a photodiode is used as the optical sensor. However, the optical sensor according to the present invention is not limited to this. For example, a phototransistor or an avalanche phototransistor can be used according to the detected light intensity (high-speed response). Any device that can output a signal may be used.

音響検出部１２０は本発明に係る音響検出部の実施の一形態であり、レーザ溶接の溶接部から発生する音を検出するものである。
音響検出部１２０はマイクロホン１２１およびマイクロホン１２２を具備する。 The sound detection unit 120 is an embodiment of the sound detection unit according to the present invention, and detects sound generated from a laser welded portion.
The sound detection unit 120 includes a microphone 121 and a microphone 122.

マイクロホン１２１はケース３の一対の広い側面３ａ・３ｂのうち、側面３ａに貼り付けられる音響センサであり、レーザ溶接の溶接部から発生する音を検出する。マイクロホン１２１は検出した音の強度（音響レベル）に応じた信号を無線で送信する。
マイクロホン１２２はケース３の一対の広い側面３ａ・３ｂのうち、側面３ｂに貼り付けられる音響センサであり、レーザ溶接の溶接部から発生する音を検出する。マイクロホン１２２は検出した音の強度（音響レベル）に応じた信号を無線で送信する。 The microphone 121 is an acoustic sensor that is affixed to the side surface 3a of the pair of wide side surfaces 3a and 3b of the case 3, and detects sound generated from a welded portion of laser welding. The microphone 121 wirelessly transmits a signal corresponding to the detected sound intensity (sound level).
The microphone 122 is an acoustic sensor that is attached to the side surface 3b of the pair of wide side surfaces 3a and 3b of the case 3, and detects sound generated from a welded portion of laser welding. The microphone 122 wirelessly transmits a signal corresponding to the detected sound intensity (sound level).

図２に示す如く、溶接装置１０は、トーチ本体２１の前後方向の移動動作、ターンテーブル３０に支持されたリチウムイオン二次電池１の左右方向の移動動作およびターンテーブル３０に支持されたリチウムイオン二次電池１の旋回動作を適宜組み合わせることにより、トーチ本体２１の前端部からケース３と蓋４との嵌合部５においてトーチ本体２１の前端部に正対する部分までの距離を一定に保持しつつ、ケース３と蓋４との嵌合部５を平面視で時計回りに（側面３ａに対応する部分、側面３ｃに対応する部分、側面３ｂに対応する部分、側面３ｄに対応する部分の順に）連続的に溶接する。
より詳細には、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間に側面３ａに対応する部分を溶接し、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に側面３ｃに対応する部分を溶接し、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間に側面３ｂに対応する部分を溶接し、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の間に側面３ｄに対応する部分を溶接する。なお、図２では説明の便宜上、蓋４を省略している。 As shown in FIG. 2, the welding apparatus 10 includes a moving operation in the front-rear direction of the torch body 21, a moving operation in the left-right direction of the lithium ion secondary battery 1 supported by the turntable 30, and lithium ions supported by the turntable 30. By appropriately combining the swiveling operations of the secondary battery 1, the distance from the front end portion of the torch body 21 to the portion facing the front end portion of the torch body 21 in the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is kept constant. On the other hand, the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is clockwise in a plan view (a portion corresponding to the side surface 3a, a portion corresponding to the side surface 3c, a portion corresponding to the side surface 3b, and a portion corresponding to the side surface 3d). ) Weld continuously.
More specifically, the portion corresponding to the side surface 3a is welded between the time T1 and the time T2, the portion corresponding to the side surface 3c is welded between the time T2 and the time T3, and the side surface between the time T3 and the time T4 is welded. A portion corresponding to 3b is welded, and a portion corresponding to side surface 3d is welded between time T4 and time T5. In FIG. 2, the lid 4 is omitted for convenience of explanation.

図１に示す如く、ケース３と蓋４との嵌合部５のうち側面３ａに対応する部分を溶接しているとき、マイクロホン１２１は溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源側となる位置に配置され、本発明に係る第一音響センサの実施の一形態としての機能を果たす。また、このときマイクロホン１２２は溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源の反対側となる位置に配置され、本発明に係る第二音響センサの実施の一形態としての機能を果たす。 As shown in FIG. 1, when the portion corresponding to the side surface 3 a of the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is welded, the microphone 121 is a source of laser that is applied to the welded portion with reference to the welded portion. It arrange | positions in the position used as the side, and fulfill | performs the function as one Embodiment of the 1st acoustic sensor which concerns on this invention. At this time, the microphone 122 is disposed at a position on the opposite side of the laser generation source irradiated to the welded portion with respect to the welded portion, and functions as an embodiment of the second acoustic sensor according to the present invention. .

ケース３と蓋４との嵌合部５のうち側面３ｂに対応する部分を溶接しているとき、マイクロホン１２２は溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源側となる位置に配置され、本発明に係る第一音響センサの実施の一形態としての機能を果たす。また、このときマイクロホン１２１は溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源の反対側となる位置に配置され、本発明に係る第二音響センサの実施の一形態としての機能を果たす。 When the portion corresponding to the side surface 3b of the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is welded, the microphone 122 is disposed at a position on the laser generation source side irradiated on the welded portion with respect to the welded portion. And fulfills the function as an embodiment of the first acoustic sensor according to the present invention. At this time, the microphone 121 is arranged at a position on the opposite side of the laser generation source irradiated to the welded portion with respect to the welded portion, and functions as an embodiment of the second acoustic sensor according to the present invention. .

このように、本実施形態のマイクロホン１２１およびマイクロホン１２２は、トーチ本体２１に対するリチウムイオン二次電池１の向き（姿勢）に応じて、本発明に係る第一音響センサの実施の一形態または本発明に係る第二音響センサの実施の一形態としての機能を果たす。 As described above, the microphone 121 and the microphone 122 according to the present embodiment are either an embodiment of the first acoustic sensor according to the present invention or the present invention according to the orientation (posture) of the lithium ion secondary battery 1 with respect to the torch body 21. It fulfill | performs the function as one Embodiment of the 2nd acoustic sensor which concerns on.

判定ユニット１３０は無線受信装置１３１、判定装置１３２、入力装置１３３および表示装置１３４を具備する。 The determination unit 130 includes a wireless reception device 131, a determination device 132, an input device 133, and a display device 134.

無線受信装置１３１はマイクロホン１２１およびマイクロホン１２２により送信される信号を無線で受信する装置である。 The wireless reception device 131 is a device that wirelessly receives signals transmitted from the microphone 121 and the microphone 122.

判定装置１３２は後述する品質判定プログラムその他の種々のプログラム等を格納することができ、これらのプログラム等を展開することができ、これらのプログラム等に従って所定の演算を行うことができ、当該演算の結果等を記憶することができる。 The determination device 132 can store a quality determination program and other various programs, which will be described later, can develop these programs, and can perform predetermined calculations according to these programs. Results and the like can be stored.

判定装置１３２は実体的にはＣＰＵ、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等がバスで相互に接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施形態における判定装置１３２は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータあるいはワークステーション等に上記プログラム等を格納したものを用いて達成することも可能である。 The determination device 132 may actually be configured such that a CPU, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an HDD (Hard Disk Drive), or the like are connected to each other via a bus, or a one-chip. A configuration made of LSI or the like may also be used.
Although the determination device 132 in the present embodiment is a dedicated product, it can also be achieved using a commercially available personal computer or a workstation that stores the above-described program.

判定装置１３２はフォトダイオード１１５に接続され、フォトダイオード１１５により検出される溶接部からの反射光の強度に係る情報を取得することが可能である。
判定装置１３２は無線受信装置１３１に接続され、無線受信装置１３１が受信したマイクロホン１２１およびマイクロホン１２２からの信号、すなわちレーザ溶接の溶接部から発生する音に係る情報を取得することが可能である。 The determination device 132 is connected to the photodiode 115 and can acquire information related to the intensity of reflected light from the welded portion detected by the photodiode 115.
The determination device 132 is connected to the wireless reception device 131 and can acquire signals from the microphone 121 and the microphone 122 received by the wireless reception device 131, that is, information related to sound generated from a welded part of laser welding.

入力装置１３３は判定装置１３２に接続され、溶接品質検査装置１００によるレーザ溶接の溶接部の検査に係る種々の情報・指示等を判定装置１３２に入力するものである。
本実施形態における入力装置１３３は専用品であるが、例えば市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても良い。 The input device 133 is connected to the determination device 132 and inputs various information / instructions related to the inspection of the welded part of the laser welding by the welding quality inspection device 100 to the determination device 132.
Although the input device 133 in this embodiment is a dedicated product, for example, a commercially available keyboard, mouse, pointing device, button, switch, or the like may be used.

表示装置１３４は入力装置１３３から判定装置１３２への入力内容、溶接品質検査装置１００の動作状況、溶接品質検査装置１００によるレーザ溶接の溶接部の検査結果等を表示するものである。
本実施形態における表示装置１３４は専用品であるが、例えば市販の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴディスプレイ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅＤｉｓｐｌａｙ）等を用いても良い。 The display device 134 displays the input content from the input device 133 to the determination device 132, the operation status of the welding quality inspection device 100, the inspection result of the welded portion of laser welding by the welding quality inspection device 100, and the like.
Although the display device 134 in the present embodiment is a dedicated product, for example, a commercially available liquid crystal display (LCD), a CRT display (Cathode Ray Tube Display), or the like may be used.

以下では、判定装置１３２の構成の詳細について説明する。
判定装置１３２は、機能的には記憶部１３２ａおよび品質判定部１３２ｂを具備する。 Below, the detail of a structure of the determination apparatus 132 is demonstrated.
The determination device 132 functionally includes a storage unit 132a and a quality determination unit 132b.

記憶部１３２ａは品質判定部１３２ｂによる演算（溶接部の品質の判定）等を行う上で用いられる各種パラメータ（数値）、溶接品質検査装置１００の動作状況の履歴、検査結果等を記憶するものである。
記憶部１３２ａは、実体的にはＨＤＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体からなる。 The storage unit 132a stores various parameters (numerical values) used in performing the calculation (determining the quality of the welded portion) by the quality determining unit 132b, the history of the operation status of the welding quality inspection apparatus 100, the inspection results, and the like. is there.
The storage unit 132a is essentially a storage medium such as an HDD, RAM, ROM, CD-ROM, or DVD-ROM.

品質判定部１３２ｂは本発明に係る品質判定部の実施の一形態であり、反射光検出部１１０により検出された溶接部からの反射光および音響検出部１２０により検出された音に基づいて溶接部の品質を判定するものである。
実体的には、判定装置１３２が、判定装置１３２に格納された品質判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、品質判定部１３２ｂとしての機能を果たす。 The quality determination unit 132b is an embodiment of the quality determination unit according to the present invention, and is based on the reflected light from the weld detected by the reflected light detection unit 110 and the sound detected by the sound detection unit 120. The quality of the product is judged.
Substantially, the determination device 132 performs a predetermined calculation or the like according to the quality determination program stored in the determination device 132, thereby serving as the quality determination unit 132b.

図３に示す如く、品質判定部１３２ｂは、反射光検出部１１０のフォトダイオード１１５により検出された溶接部からの反射光の強度に係る情報を経時的に取得する。 As illustrated in FIG. 3, the quality determination unit 132b acquires information related to the intensity of reflected light from the welded portion detected by the photodiode 115 of the reflected light detection unit 110 over time.

溶接部が貫通溶接されると、主レーザおよび酸化膜用レーザを照射している側の反対側にまで溶融した部分が形成されるため、主レーザおよび酸化膜用レーザを照射している側の反対側にレーザが漏れることとなり、その分だけ溶接部からトーチ本体２１への反射光の強度が低下する。
従って、フォトダイオード１１５により検出された溶接部からの反射光の強度が低下することは、溶接部が貫通溶接されたことを示す。 When the weld is welded through, a melted part is formed on the opposite side of the main laser and oxide film laser irradiation side, so the main laser and oxide film laser irradiation side The laser leaks to the opposite side, and the intensity of the reflected light from the welded portion to the torch main body 21 is reduced accordingly.
Therefore, a decrease in the intensity of the reflected light from the weld detected by the photodiode 115 indicates that the weld is penetration welded.

また、図２に示す如く、本実施形態では溶接装置１０がケース３と蓋４との嵌合部５を平面視で時計回りに連続的に溶接するため、溶接部からの反射光の強度に係る情報が取得された時刻はケース３と蓋４との嵌合部５における溶接部の位置を示すこととなる。 Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the welding apparatus 10 continuously welds the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 clockwise in a plan view, so that the intensity of reflected light from the welded portion is increased. The time when such information is acquired indicates the position of the welded portion in the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4.

従って、品質判定部１３２ｂは、反射光検出部１１０のフォトダイオード１１５により検出された溶接部からの反射光の強度に係る経時的な情報に基づいて、「ケース３と蓋４との嵌合部５において溶接部が貫通溶接された位置」を特定することが可能である。 Therefore, the quality determination unit 132b determines that the “fitting portion between the case 3 and the lid 4 is based on information over time related to the intensity of the reflected light from the welded portion detected by the photodiode 115 of the reflected light detection unit 110. 5, it is possible to specify the “position where the welded portion is welded through”.

より詳細には、品質判定部１３２ｂは、反射光検出部１１０（より厳密にはフォトダイオード１１５）により検出された反射光の強度が予め設定された設定強度以下である場合には、溶接部（ケース３と蓋４との嵌合部５のうち当該反射光の強度に係る情報が取得された時刻に対応する部分）が貫通溶接されたと判定する。
ここで、「予め設定された設定強度」は、予めケース３と蓋４との嵌合部５を同じ条件下で溶接し、溶接後の嵌合部５の断面の金属組織を観察し、貫通溶接された部分と貫通溶接されなかった部分に対応する反射光の強度を比較する実験を行うことにより得られる値であり、記憶部１３２ａに記憶される。 More specifically, the quality determining unit 132b determines that the intensity of the reflected light detected by the reflected light detection unit 110 (more precisely, the photodiode 115) is equal to or lower than a preset set intensity. It is determined that the portion of the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 that corresponds to the time when the information related to the intensity of the reflected light is acquired is welded through.
Here, the “preset strength set” means that the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is previously welded under the same conditions, the metal structure of the cross section of the fitting portion 5 after welding is observed, and the penetration is made. It is a value obtained by conducting an experiment comparing the intensity of the reflected light corresponding to the welded portion and the portion not through welded, and is stored in the storage unit 132a.

図３に示す如く、品質判定部１３２ｂは、マイクロホン１２１およびマイクロホン１２２により検出された音の音響レベル（強度）に係る情報を経時的に取得する。
溶接部でスパッタが発生すると音が発生するが、スパッタとは異なる他の要因でも音が発生する場合がある。そのため、スパッタの発生に起因する音と他の要因に起因する音とを区別する必要がある。
スパッタの発生はその前提として溶接部における貫通溶接を必要とすることから、反射光検出部１１０のフォトダイオード１１５により検出された溶接部からの反射光の強度に係る経時的な情報に基づいて特定された「ケース３と蓋４との嵌合部５において溶接部が貫通溶接された位置」に係る情報と、マイクロホン１２１およびマイクロホン１２２により検出された音の音響レベルに係る情報と、を組み合わせることにより、マイクロホン１２１およびマイクロホン１２２により検出された音がスパッタの発生に起因する音か否かを精度良く判別することが可能である。また、スパッタの発生箇所を特定することも可能である。 As shown in FIG. 3, the quality determination unit 132b acquires information related to the sound level (intensity) of the sound detected by the microphone 121 and the microphone 122 over time.
When spatter is generated in the welded portion, sound is generated, but sound may be generated due to other factors different from spatter. Therefore, it is necessary to distinguish between the sound caused by the occurrence of spatter and the sound caused by other factors.
Since spatter generation requires through-welding in the weld as a precondition, it is specified based on information over time related to the intensity of reflected light from the weld detected by the photodiode 115 of the reflected light detector 110. The information relating to the “position where the welded portion is welded through in the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4” and the information relating to the sound level of the sound detected by the microphone 121 and the microphone 122 are combined. Accordingly, it is possible to accurately determine whether or not the sound detected by the microphone 121 and the microphone 122 is a sound caused by the occurrence of spatter. It is also possible to specify the spatter generation location.

品質判定部１３２ｂは、溶接部（ケース３と蓋４との嵌合部５のうち当該反射光の強度に係る情報が取得された時刻に対応する部分）が貫通溶接されたと判定された場合であって、かつ音響検出部１２０により検出された音の音響レベル（本実施形態の場合、マイクロホン１２１およびマイクロホン１２２により検出された音の音響レベルのうちいずれか高い方）が予め設定された設定レベル以上である場合には溶接部（ケース３と蓋４との嵌合部５のうち当該反射光の強度に係る情報が取得された時刻に対応する部分）でスパッタが発生したと判定する。
ここで、「予め設定された設定レベル」は、予めケース３と蓋４との嵌合部５を同じ条件下で溶接し、溶接後の嵌合部５の断面の金属組織を観察し、貫通溶接された部分のうちスパッタが発生した部分とスパッタが発生しなかった部分に対応する音響レベルを比較する実験を行うことにより得られる値であり、記憶部１３２ａに記憶される。 The quality determination part 132b is a case where it is determined that the welded part (the part corresponding to the time when the information related to the intensity of the reflected light of the fitting part 5 between the case 3 and the lid 4 is acquired) has been welded through. In addition, the sound level of the sound detected by the sound detection unit 120 (in this embodiment, the higher one of the sound levels of the sound detected by the microphone 121 and the microphone 122) is set in advance. When it is above, it determines with spatter having generate | occur | produced in the welding part (part corresponding to the time when the information which concerns on the intensity | strength of the said reflected light was acquired among the fitting parts 5 of case 3 and the lid | cover 4).
Here, “preset level” means that the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is welded in advance under the same conditions, the metal structure of the cross section of the fitting portion 5 after welding is observed, and the penetration is made. This value is obtained by conducting an experiment comparing the acoustic level corresponding to the sputtered part and the sputtered part of the welded part, and is stored in the storage unit 132a.

品質判定部１３２ｂによるスパッタが発生したか否かの判定結果は、記憶部１３２ａに適宜記憶される。また、品質判定部１３２ｂによるスパッタが発生したか否かの判定結果は表示装置１３４により適宜表示される。 The determination result of whether or not sputtering has occurred by the quality determination unit 132b is appropriately stored in the storage unit 132a. Moreover, the determination result of whether the sputter | spatter generate | occur | produced by the quality determination part 132b is displayed suitably by the display apparatus 134. FIG.

図３において反射光検出部１１０により検出された反射光の強度が予め設定された設定強度以下であり、かつ音響検出部１２０により検出された音の音響レベルが予め設定された設定レベル以上である部分（位置Ａおよび位置Ｂ）、並びに反射光検出部１１０により検出された反射光の強度が予め設定された設定強度より大きく、かつ音響検出部１２０により検出された音の音響レベルが予め設定された設定レベル未満である部分（位置Ｃ）について溶接後に溶接部を切断して組織観察を行った。
位置Ａ（図４（ａ）参照）および位置Ｂ（図４（ｂ）参照）については溶接部６ａ・６ｂがいずれもケース３の内周面まで到達しており、溶接部６ａ・６ｂが貫通溶接されているのに対して、位置Ｃ（図４（ｃ）参照）については溶接部６ｃがケース３の内周面まで到達しておらず、溶接部６ｃが貫通溶接されていないことが分かった。
また、位置Ａおよび位置Ｂについてはそれぞれケース３の内周面側にスパッタの発生により生じた付着物７ａ・７ｂが付着しているのに対して、位置Ｃについてはケース３の内周面側にスパッタの発生を示唆する付着物が見られなかった。
このように、品質判定部１３２ｂによる判定結果は、溶接部を切断して組織観察に基づく判定結果と良く一致することが分かる。 In FIG. 3, the intensity of the reflected light detected by the reflected light detection unit 110 is equal to or lower than a preset set intensity, and the sound level of the sound detected by the sound detection unit 120 is equal to or higher than a preset set level. The intensity of the reflected light detected by the portion (position A and position B) and the reflected light detection unit 110 is greater than a preset set intensity, and the sound level of the sound detected by the sound detection unit 120 is set in advance. Further, the welded portion was cut after welding for the portion below the set level (position C), and the structure was observed.
For position A (see FIG. 4 (a)) and position B (see FIG. 4 (b)), the welds 6a and 6b both reach the inner peripheral surface of the case 3, and the welds 6a and 6b penetrate. In contrast to welding, at position C (see FIG. 4C), the welded portion 6c does not reach the inner peripheral surface of the case 3, and it is understood that the welded portion 6c is not through-welded. It was.
Further, in the positions A and B, the deposits 7a and 7b generated by the occurrence of spatter are attached to the inner peripheral surface side of the case 3, respectively, whereas the position C is the inner peripheral surface side of the case 3 No deposits suggesting the occurrence of spatter were observed.
Thus, it can be seen that the determination result by the quality determination unit 132b is in good agreement with the determination result based on the structure observation by cutting the weld.

以上の如く、溶接品質検査装置１００は、
レーザトーチ２０によりレーザが照射された溶接部からの反射光を検出する反射光検出部１１０と、
溶接部から発生する音を検出する音響検出部１２０と、
反射光検出部１１０により検出された反射光および音響検出部１２０により検出された音に基づいて溶接部の品質を判定する品質判定部１３２ｂと、
を具備する。
このように構成することにより、検査対象物（本実施形態の場合、リチウムイオン二次電池１）を破壊することなく、溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く判別することが可能である。
また、検査対象物の溶接と同時に溶接部の品質検査を行うことが可能であることから品質検査のための作業を別途行う必要がなく、工数削減に寄与するとともに全数検査への適用が可能である。 As described above, the welding quality inspection apparatus 100 is
A reflected light detection unit 110 that detects reflected light from a welded portion irradiated with laser by the laser torch 20;
An acoustic detector 120 for detecting sound generated from the weld;
A quality determination unit 132b that determines the quality of the weld based on the reflected light detected by the reflected light detection unit 110 and the sound detected by the sound detection unit 120;
It comprises.
With this configuration, it is possible to accurately determine whether or not spatter has occurred in the welded part without destroying the inspection object (in the case of the present embodiment, the lithium ion secondary battery 1). is there.
In addition, since it is possible to inspect the quality of the welded part at the same time as the welding of the inspection object, there is no need to perform work for quality inspection separately, which contributes to man-hour reduction and can be applied to 100% inspection. is there.

また、溶接品質検査装置１００の反射光検出部１１０は、
溶接部に照射されるレーザの光路上に配置され、溶接部に照射されるレーザを透過するとともに溶接部からの反射光を反射する反射光用ハーフミラー１１１と、
反射光用ハーフミラー１１１により反射された溶接部からの反射光の強度を検出するフォトダイオード１１５と、
を具備する。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、溶接部に照射されるレーザの光路上には反射光を遮るものが存在しないため、検査対象物（本実施形態の場合、リチウムイオン二次電池１）の形状に関わらず溶接部からの反射光の強度をフォトダイオード１１５により確実に検出することが可能である。 The reflected light detection unit 110 of the welding quality inspection apparatus 100 is
A reflected light half mirror 111 that is disposed on the optical path of the laser irradiated to the welded portion and transmits the laser irradiated to the welded portion and reflects the reflected light from the welded portion;
A photodiode 115 for detecting the intensity of the reflected light from the weld reflected by the reflected light half mirror 111;
It comprises.
This configuration has the following advantages.
That is, since there is nothing to block the reflected light on the optical path of the laser irradiated to the welded part, the welded part is not affected by the shape of the inspection object (in this embodiment, the lithium ion secondary battery 1). The intensity of the reflected light can be reliably detected by the photodiode 115.

また、溶接品質検査装置１００の反射光検出部１１０は、
反射光用ハーフミラー１１１からフォトダイオード１１５までの反射光の光路上に配置され、反射光のうち所定の波長の光（本実施形態の場合、主レーザの反射光に対応する波長帯の光）を透過するバンドパスフィルタ１１４を具備する。
このように構成することにより、フォトダイオード１１５により検出される反射光の強度は溶接部が貫通溶接されたか否かをより強く反映したものとなり、溶接部が貫通溶接されたか否かをより精度良く判別することが可能である。 The reflected light detection unit 110 of the welding quality inspection apparatus 100 is
It is arranged on the optical path of the reflected light from the reflected light half mirror 111 to the photodiode 115, and has a predetermined wavelength of the reflected light (in this embodiment, light in a wavelength band corresponding to the reflected light of the main laser). The band pass filter 114 which permeate | transmits is provided.
By configuring in this way, the intensity of the reflected light detected by the photodiode 115 more strongly reflects whether or not the welded portion has been welded through, and whether or not the welded portion has been welded through is more accurately determined. It is possible to determine.

また、溶接品質検査装置１００の音響検出部１２０は、
溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源側となる位置に配置される第一音響センサ（ケース３と蓋４との嵌合部５のうち側面３ａに対応する部分を溶接しているときはマイクロホン１２１、側面３ｂに対応する部分を溶接しているときはマイクロホン１２２がこれに相当する）と、
溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源の反対側となる位置に配置される第二音響センサ（ケース３と蓋４との嵌合部５のうち側面３ａに対応する部分を溶接しているときはマイクロホン１２２、側面３ｂに対応する部分を溶接しているときはマイクロホン１２１がこれに相当する）と、
を具備する。
このように構成することにより、スパッタの発生箇所により近い位置でスパッタの発生に起因する音を検出することが可能であり、ひいては溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く判別することが可能である。 In addition, the sound detection unit 120 of the welding quality inspection apparatus 100 is
A first acoustic sensor (a portion corresponding to the side surface 3a of the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4 is welded to a position on the side of the laser generation source irradiated to the welded portion with reference to the welded portion. And the microphone 122 corresponds to this when the portion corresponding to the side surface 3b is welded).
A second acoustic sensor (a portion corresponding to the side surface 3a in the fitting portion 5 between the case 3 and the lid 4) disposed at a position opposite to the laser generation source irradiated to the welded portion with respect to the welded portion. The microphone 122 corresponds to the welding when welding, and the microphone 121 corresponds to the portion corresponding to the side surface 3b).
It comprises.
By configuring in this way, it is possible to detect the sound resulting from the occurrence of spatter at a position closer to the spatter occurrence location, and as a result, it is possible to accurately determine whether or not spatter has occurred in the weld. Is possible.

なお、本実施形態ではトーチ本体２１に対するリチウムイオン二次電池１の向き（姿勢）を変更しつつ溶接するため、マイクロホン１２１およびマイクロホン１２２をリチウムイオン二次電池１に貼り付ける構成としたが、本発明はこれに限定されず、第一音響センサおよび第二音響センサが被溶接物の姿勢変更（移動）にかかわらず所定の位置に固定される構成としても良い。
また、本実施形態ではマイクロホン１２１およびマイクロホン１２２をリチウムイオン二次電池１に貼り付けたことに伴いトーチ本体２１に対するリチウムイオン二次電池１の向き（姿勢）を変更したときに配線が周囲と絡まるのを防止する観点からマイクロホン１２１およびマイクロホン１２２が検出した音の強度に応じた信号を無線で送信する構成としたが、本発明はこれに限定されず、被溶接物がレーザトーチに対して相対移動する場合であっても、その移動の態様により配線が絡まる心配がない場合には第一音響センサおよび第二音響センサにより検出される音に係る情報を有線で品質判定部に送信する構成としても良い。 In the present embodiment, the microphone 121 and the microphone 122 are attached to the lithium ion secondary battery 1 in order to perform welding while changing the orientation (posture) of the lithium ion secondary battery 1 with respect to the torch body 21. The invention is not limited to this, and the first acoustic sensor and the second acoustic sensor may be fixed at a predetermined position regardless of the posture change (movement) of the workpiece.
In the present embodiment, when the microphone 121 and the microphone 122 are attached to the lithium ion secondary battery 1, the wiring is entangled with the surroundings when the orientation (posture) of the lithium ion secondary battery 1 with respect to the torch body 21 is changed. However, the present invention is not limited to this, and the object to be welded is relatively moved with respect to the laser torch. Even if it is a case, when there is no fear that the wiring will be entangled due to the mode of movement, it is also possible to transmit information related to the sound detected by the first acoustic sensor and the second acoustic sensor to the quality determination unit by wire good.

また、溶接品質検査装置１００の品質判定部１３２ｂは、
反射光検出部１１０により検出された反射光の強度が予め設定された設定強度以下である場合には溶接部が貫通溶接されたと判定する。
このように構成することにより、検査対象物（本実施形態の場合、リチウムイオン二次電池１）を破壊することなく、溶接部が貫通溶接されたか否かを精度良く判別することが可能である。 Moreover, the quality judgment part 132b of the welding quality inspection apparatus 100 is
When the intensity of the reflected light detected by the reflected light detection unit 110 is equal to or lower than a preset set intensity, it is determined that the welded part has been welded through.
With this configuration, it is possible to accurately determine whether or not the welded portion has been welded through without destroying the inspection target (in the case of the present embodiment, the lithium ion secondary battery 1). .

また、溶接品質検査装置１００の品質判定部１３２ｂは、
溶接部が貫通溶接されたと判定された場合であって、かつ音響検出部１２０により検出された音の音響レベルが予め設定された設定レベル以上である場合には溶接部でスパッタが発生したと判定する。
このように構成することにより、検査対象物（本実施形態の場合、リチウムイオン二次電池１）を破壊することなく、溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く判別することが可能である。 Moreover, the quality judgment part 132b of the welding quality inspection apparatus 100 is
When it is determined that the welded portion has been welded through and the sound level of the sound detected by the sound detecting unit 120 is equal to or higher than a preset level, it is determined that spatter has occurred in the welded portion. To do.
With this configuration, it is possible to accurately determine whether or not spatter has occurred in the welded part without destroying the inspection object (in the case of the present embodiment, the lithium ion secondary battery 1). is there.

以下では、図１および図５を用いて本発明に係る溶接品質検査方法の実施の一形態について説明する。
本発明に係る溶接品質検査方法の実施の一形態は図１に示す溶接品質検査装置１００を用いてリチウムイオン二次電池１の溶接品質を検査する方法であり、図５に示す如く反射光・音響検出工程Ｓ１１００および品質判定工程Ｓ１２００を具備する。 Below, one Embodiment of the welding quality inspection method which concerns on this invention is described using FIG. 1 and FIG.
One embodiment of the welding quality inspection method according to the present invention is a method for inspecting the welding quality of the lithium ion secondary battery 1 using the welding quality inspection apparatus 100 shown in FIG. An acoustic detection step S1100 and a quality determination step S1200 are provided.

反射光・音響検出工程Ｓ１１００はレーザが照射された溶接部からの反射光を検出するとともに、溶接部から発生する音を検出する工程である。
反射光・音響検出工程Ｓ１１００において、フォトダイオード１１５が溶接部からの反射光の強度を検出し、マイクロホン１２１およびマイクロホン１２２がレーザ溶接の溶接部から発生する音を検出する。
反射光・音響検出工程Ｓ１１００が終了したら、品質判定工程Ｓ１２００に移行する。 The reflected light / acoustic detection step S1100 is a step of detecting reflected light from the welded portion irradiated with the laser and detecting sound generated from the welded portion.
In the reflected light / sound detection step S1100, the photodiode 115 detects the intensity of the reflected light from the welded portion, and the microphone 121 and the microphone 122 detect sound generated from the welded portion of the laser welding.
When the reflected light / sound detection step S1100 ends, the process proceeds to a quality determination step S1200.

品質判定工程Ｓ１２００は反射光・音響検出工程Ｓ１１００において検出された反射光および音に基づいて溶接部の品質を判定する工程である。
品質判定工程Ｓ１２００において、品質判定部１３２ｂが反射光検出部１１０により検出された溶接部からの反射光および音響検出部１２０により検出された音に基づいて溶接部の品質を判定する。
より詳細には、品質判定部１３２ｂは反射光検出部１１０により検出された反射光の強度が予め設定された設定強度以下である場合には溶接部が貫通溶接されたと判定する。
また、品質判定部１３２ｂは溶接部が貫通溶接されたと判定された場合であって、かつ音響検出部１２０により検出された音の音響レベルが予め設定された設定レベル以上である場合には溶接部でスパッタが発生したと判定する。 The quality determination step S1200 is a step of determining the quality of the weld based on the reflected light and sound detected in the reflected light / sound detection step S1100.
In the quality determination step S1200, the quality determination unit 132b determines the quality of the weld based on the reflected light from the weld detected by the reflected light detection unit 110 and the sound detected by the sound detection unit 120.
More specifically, the quality determination unit 132b determines that the welded portion has been welded through when the intensity of the reflected light detected by the reflected light detection unit 110 is equal to or lower than a preset set intensity.
Further, the quality determination unit 132b is a case where it is determined that the welded portion has been welded through and the sound level detected by the sound detection unit 120 is equal to or higher than a preset set level. It is determined that spatter has occurred.

以上の如く、本発明に係る溶接品質検査方法の実施の一形態は、
レーザが照射された溶接部からの反射光を検出するとともに、溶接部から発生する音を検出する反射光・音響検出工程Ｓ１１００と、
反射光・音響検出工程Ｓ１１００において検出された反射光および音に基づいて溶接部の品質を判定する品質判定工程Ｓ１２００と、
を具備する。
このように構成することにより、検査対象物（本実施形態の場合、リチウムイオン二次電池１）を破壊することなく、溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く判別することが可能である。
また、検査対象物の溶接と同時に溶接部の品質検査を行うことが可能であることから品質検査のための作業を別途行う必要がなく、工数削減に寄与するとともに全数検査への適用が可能である。 As described above, an embodiment of the welding quality inspection method according to the present invention is as follows.
Reflected light / acoustic detection step S1100 for detecting reflected light from the welded portion irradiated with the laser and detecting sound generated from the welded portion;
A quality determination step S1200 for determining the quality of the weld based on the reflected light and sound detected in the reflected light / sound detection step S1100;
It comprises.
With this configuration, it is possible to accurately determine whether or not spatter has occurred in the welded part without destroying the inspection object (in the case of the present embodiment, the lithium ion secondary battery 1). is there.
In addition, since it is possible to inspect the quality of the welded part at the same time as the welding of the inspection object, there is no need to perform work for quality inspection separately, which contributes to man-hour reduction and can be applied to 100% inspection. is there.

また、本発明に係る溶接品質検査方法の実施の一形態は、
反射光・音響検出工程Ｓ１１００において、
溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源側となる位置および溶接部を基準として溶接部に照射されるレーザの発生源の反対側となる位置で溶接部から発生する音を検出する。
このように構成することにより、スパッタの発生箇所により近い位置でスパッタの発生に起因する音を検出することが可能であり、ひいては溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く判別することが可能である。 One embodiment of the welding quality inspection method according to the present invention is as follows.
In the reflected light / sound detection step S1100,
Detects the sound generated from the welded part at the position on the welding source side with respect to the welded part and the position on the opposite side of the lasered source with respect to the welded part based on the welded part To do.
By configuring in this way, it is possible to detect the sound resulting from the occurrence of spatter at a position closer to the spatter occurrence location, and as a result, it is possible to accurately determine whether or not spatter has occurred in the weld. Is possible.

また、本発明に係る溶接品質検査方法の実施の一形態は、
品質判定工程Ｓ１２００において、
反射光・音響検出工程Ｓ１１００において検出された反射光の強度が予め設定された設定強度以下である場合には溶接部が貫通溶接されたと判定する。
このように構成することにより、検査対象物（本実施形態の場合、リチウムイオン二次電池１）を破壊することなく、溶接部が貫通溶接されたか否かを精度良く判別することが可能である。 One embodiment of the welding quality inspection method according to the present invention is as follows.
In the quality determination step S1200,
When the intensity of the reflected light detected in the reflected light / sound detection step S1100 is equal to or lower than a preset set intensity, it is determined that the welded portion has been welded through.
With this configuration, it is possible to accurately determine whether or not the welded portion has been welded through without destroying the inspection target (in the case of the present embodiment, the lithium ion secondary battery 1). .

また、本発明に係る溶接品質検査方法の実施の一形態は、
品質判定工程Ｓ１２００において、
溶接部が貫通溶接されたと判定された場合であって、かつ反射光・音響検出工程Ｓ１１００において検出された音の音響レベルが予め設定された設定レベル以上である場合には溶接部でスパッタが発生したと判定する。
このように構成することにより、検査対象物（本実施形態の場合、リチウムイオン二次電池１）を破壊することなく、溶接部でスパッタが発生したか否かを精度良く判別することが可能である。 One embodiment of the welding quality inspection method according to the present invention is as follows.
In the quality determination step S1200,
When it is determined that the welded portion has been welded through and the sound level of the sound detected in the reflected light / acoustic detection step S1100 is equal to or higher than a preset set level, spatter is generated in the welded portion. It is determined that
With this configuration, it is possible to accurately determine whether or not spatter has occurred in the welded part without destroying the inspection object (in the case of the present embodiment, the lithium ion secondary battery 1). is there.

本発明に係る溶接品質検査装置の実施の一形態を示す図。The figure which shows one Embodiment of the welding quality inspection apparatus which concerns on this invention. リチウムイオン二次電池のケースを示す平面図。The top view which shows the case of a lithium ion secondary battery. 反射光の強度と音響レベルとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the intensity | strength of reflected light, and an acoustic level. 溶接部の断面図。Sectional drawing of a welding part. 本発明に係る溶接品質検査方法の実施の一形態を示すフロー図。The flowchart which shows one Embodiment of the welding quality inspection method which concerns on this invention.

１リチウムイオン二次電池（検査対象物）
３ケース
４蓋
５嵌合部
２０レーザトーチ
１００溶接品質検査装置
１１０反射光検出部
１２０音響検出部
１３２ｂ品質判定部

1 Lithium ion secondary battery (inspection object)
3 Case 4 Lid 5 Fitting unit 20 Laser torch 100 Welding quality inspection device 110 Reflected light detection unit 120 Sound detection unit 132b Quality determination unit

Claims

A reflected light detection unit which oxide film laser for melting the main laser and the oxide film formed on the welded part for melting the weld section detects reflected light from the weld irradiated,
An acoustic detector for detecting sound generated from the weld;
A quality determination unit that determines the quality of the welded portion based on the reflected light detected by the reflected light detection unit and the sound detected by the acoustic detection unit;
Equipped with,
The reflected light detector is
An optical sensor for detecting the intensity of reflected light from the weld,
A band pass filter that transmits light in a wavelength band corresponding to the reflected light of the main laser among the reflected light,
Welding quality inspection device.

The reflected light detector is
A mirror for detecting reflected light that is disposed on the optical path of the laser irradiated to the welded portion and transmits the laser irradiated to the welded portion and reflects the reflected light from the welded portion;
The light sensor that detect the intensity of the reflected light from the weld reflected by the reflection light detecting mirror, the welding inspection apparatus according to claim 1.

The bandpass filter is
Wherein the reflected light detecting mirror Ru is disposed on the optical path of the reflected light to the light sensor, the welding inspection apparatus according to claim 2.

The acoustic detector is
A first acoustic sensor disposed at a position on the generation source side of the laser irradiated to the welded portion with respect to the welded portion;
A second acoustic sensor disposed at a position on the opposite side of the laser source irradiated to the welded portion with respect to the welded portion;
The welding quality inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:

The quality judgment unit
5. The method according to claim 1, wherein when the intensity of the reflected light detected by the reflected light detection unit is equal to or lower than a preset setting intensity, it is determined that the welded part has been welded through. 6. The welding quality inspection device described.

The quality judgment unit
When it is determined that the welded portion has been welded through and the sound level of the sound detected by the sound detecting portion is equal to or higher than a preset set level, spatter has occurred in the welded portion. The welding quality inspection apparatus according to claim 5, which is determined as follows.

With oxide film laser for melting the main laser and the oxide film formed on the welded part for melting the weld section detects reflected light from the welding portion that is irradiated, generated from the weld Reflected light / sound detection process for detecting sound;
A quality determination step of determining the quality of the weld based on the reflected light and sound detected in the reflected light / sound detection step;
Equipped with,
The detection of the reflected light from the weld in the reflected light / acoustic detection step is to detect the transmitted light of a bandpass filter that transmits light in a wavelength band corresponding to the reflected light of the main laser among the reflected light. According to the welding quality inspection method.

In the reflected light / sound detection step,
From the welded portion at a position on the side of the laser generating source irradiated to the welded portion with respect to the welded portion and a position on the opposite side of the laser generated source irradiated to the welded portion based on the welded portion The welding quality inspection method according to claim 7, wherein the generated sound is detected.

In the quality judgment step,
The welding quality inspection method according to claim 8, wherein when the intensity of the reflected light detected in the reflected light / sound detection step is equal to or less than a preset set intensity, it is determined that the welded portion has been welded through.

In the quality judgment step,
When it is determined that the welded part has been welded through and the sound level of the sound detected in the reflected light / acoustic detection step is equal to or higher than a preset set level, the welded part is sputtered. The welding quality inspection method according to claim 9, wherein it is determined that occurrence has occurred.