JPH11147189A - Instrument for detecting defect in laser beam welding - Google Patents
Instrument for detecting defect in laser beam weldingInfo
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- JPH11147189A JPH11147189A JP9311961A JP31196197A JPH11147189A JP H11147189 A JPH11147189 A JP H11147189A JP 9311961 A JP9311961 A JP 9311961A JP 31196197 A JP31196197 A JP 31196197A JP H11147189 A JPH11147189 A JP H11147189A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ溶接機に関
し、特に溶接箇所からの音を検出し、検出された音信号
のレベルに基づいて溶接の欠陥検出を行うためのレーザ
溶接欠陥検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser welding machine and, more particularly, to a laser welding defect detecting apparatus for detecting sound from a welding portion and detecting a welding defect based on the level of the detected sound signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ溶接は、レーザ発振器から出力さ
れたパルス状の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。2. Description of the Related Art In laser welding, welding is performed by irradiating a target workpiece with pulsed laser light output from a laser oscillator. Weld defect inspection in laser welding,
Inspection is often performed by an inspector off-line visually or by using inspection equipment. In this case, mass production lines such as automobile manufacturing require inspection of a large number of places, and the burden on inspectors is large. Further, the inspection time needs to be short from the viewpoint of the productivity of the production line, and it is most desirable to perform the defect inspection in parallel with the welding.
【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、以下の手法が提案されている。この手
法は、溶接箇所から溶接の過程において発生される音を
検出器で検出し、その検出レベルに基づいて溶接状態の
正常、不良を判定するものでり、特開平6−24646
7に開示されている。The following method has been proposed as a technique for online measurement of a welding state in laser welding. According to this method, a sound generated in a welding process from a welding portion is detected by a detector, and a normal or defective welding state is determined based on the detection level.
7 is disclosed.
【0004】ところで、このような装置では、図3に示
すように、検出器31は、レーザ光をワーク32に照射
するためのレーザトーチ30に外付けされている。レー
ザトーチ30は、レーザ光の焦点位置合わせのためにレ
ーザ光の光軸方向に上下動可能であり、ワーク32が特
別な形状をしている場合には斜め方向のレーザ照射が可
能なように傾動可能にされている。By the way, in such an apparatus, as shown in FIG. 3, a detector 31 is externally attached to a laser torch 30 for irradiating a work 32 with laser light. The laser torch 30 can be moved up and down in the direction of the optical axis of the laser light in order to adjust the focal position of the laser light. Has been enabled.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
ような構成では、以下のような問題点がある。However, the configuration shown in FIG. 3 has the following problems.
【0006】1.検出器31は、溶接箇所以外の外部か
らの雑音を拾い易く、ノイズ対策が必要となる。[0006] 1. The detector 31 easily picks up external noise other than the welded portion, and requires noise countermeasures.
【0007】2.レーザトーチ30が上下変動や傾き変
動をしたとき、検出器31の検出方向が溶接箇所からず
れる場合がある。これは、検出器31として指向性の高
いものを使用した場合に検出性能が低下することを意味
する。[0007] 2. When the laser torch 30 fluctuates up and down or tilts, the detection direction of the detector 31 may deviate from the welding location. This means that when a detector having a high directivity is used as the detector 31, the detection performance is reduced.
【0008】3.ワーク32が複雑な形状を持つ場合、
レーザトーチ30の姿勢が様々に変化し、場合によって
は検出器31がワーク32にぶつかることがあるので、
検出器31の設置位置に制約を受ける。[0008] 3. When the work 32 has a complicated shape,
Since the attitude of the laser torch 30 changes variously, and in some cases, the detector 31 may hit the workpiece 32,
The installation position of the detector 31 is restricted.
【0009】そこで、本発明の課題は、溶接箇所以外の
雑音の影響を受けることなく溶接箇所からの音を検出し
て欠陥検出を行うレーザ溶接欠陥検出装置を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a laser welding defect detecting apparatus which detects a sound from a welding location without being affected by noise other than the welding location and detects a defect.
【0010】本発明の他の課題は、レーザトーチの姿勢
の影響を受けることなく溶接箇所からの音を検出して欠
陥検出を行うレーザ溶接欠陥検出装置を提供することに
ある。Another object of the present invention is to provide a laser welding defect detecting apparatus which detects a sound from a welding portion without being affected by the attitude of a laser torch and performs defect detection.
【0011】本発明の更に他の課題は検査員の省人・省
力化を図ると共に、オンライン検査を実現できるレーザ
溶接欠陥検出装置を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a laser welding defect detecting apparatus which can save labor and labor of inspectors and can realize online inspection.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ溶接
欠陥検出装置は、レーザ光を筒状の筺体を持つレーザト
ーチに導き、前記筒状の筺体の下端開口を通してワーク
に照射して溶接を行うレーザ溶接機において、前記筺体
内に、レーザ光が照射されたワークの溶接箇所で発生す
る音を検出するためのセンサを設け、該センサで検出さ
れた音信号のレベルに基づいて溶接箇所の欠陥検出を行
うようにしたことを特徴とする。A laser welding defect detecting apparatus according to the present invention is directed to a laser for guiding a laser beam to a laser torch having a cylindrical housing and irradiating the work through a lower end opening of the cylindrical housing to perform welding. In the welding machine, a sensor for detecting a sound generated at a welding portion of the workpiece irradiated with the laser light is provided in the housing, and a defect of the welding portion is detected based on a level of a sound signal detected by the sensor. Is performed.
【0013】なお、前記筺体の内壁には吸音材を設ける
ことが好ましい。Preferably, a sound absorbing material is provided on the inner wall of the housing.
【0014】また、前記センサは、前記筺体内の上端部
に設けることが好ましい。Further, it is preferable that the sensor is provided at an upper end in the housing.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1、図2を参照して本発明の好
ましい実施の形態について説明する。図1において、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へ導く。導入されたレーザ
光を、レーザトーチ12内のレーザ反射ミラー13や集
光レンズ14を通してレーザトーチ12の下端開口から
ワーク15に照射し、溶接を行う。なお、図1の構成は
基本構成であり、実際には上記の要素の他に様々な要素
が組み込まれている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a pulsed laser beam generated by a laser oscillator 11 is guided to a laser torch 12 by a transmission fiber. The work 15 is irradiated with the introduced laser beam through the laser reflecting mirror 13 and the condenser lens 14 in the laser torch 12 from the lower end opening of the laser torch 12 to perform welding. The configuration shown in FIG. 1 is a basic configuration, and actually incorporates various elements in addition to the above-described elements.
【0016】本形態では、レーザトーチ12が円筒状の
筺体を有することを利用して、その上端の内部に溶接音
検出用のマイクロホン17を設置している。また、筺体
の内壁には、吸音(あるいは防音)材18を設けてい
る。In the present embodiment, a microphone 17 for detecting a welding sound is installed inside the upper end of the laser torch 12, utilizing the fact that the laser torch 12 has a cylindrical housing. A sound absorbing (or soundproofing) material 18 is provided on the inner wall of the housing.
【0017】このようにして、ワーク15の溶接箇所か
ら発生される溶接音をマイクロホン17で集音し、電圧
変換された音信号を溶接状態判定処理装置20に出力す
る。溶接状態判定処理装置20は、マイクロホン17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21や記憶装置2
2で表示、記録する。In this way, the welding sound generated from the welding portion of the work 15 is collected by the microphone 17, and the voltage-converted sound signal is output to the welding state determination processing device 20. The welding state determination processing device 20 performs a determination process such as a defect detection based on a voltage signal from the microphone 17, and outputs the result as necessary to the display device 21 or the storage device 2.
Display and record with 2.
【0018】図2は溶接状態判定処理装置20の構成で
ある。マイクロホン17からの音信号をA/Dコンバー
タ20−1でデジタル信号に変換し、CPU20−2、
高速信号処理プロセッサ20−3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良否
判定をオンラインで行う。このような装置の構成は信号
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。FIG. 2 shows the configuration of the welding state determination processing device 20. The sound signal from the microphone 17 is converted into a digital signal by the A / D converter 20-1, and is converted into a digital signal by the CPU 20-2.
In the high-speed signal processor 20-3, the quality of the welding state such as defect detection is determined online according to a predetermined processing algorithm. Such a device configuration is generally used as a signal processing device, and can be easily realized using a personal computer.
【0019】溶接状態判定処理装置20における予め定
められた処理アルゴリズムは、本発明の要旨では無い
が、簡単な例を言えば、溶接音から得られる電圧信号の
レベルの高低に基づいて良否判定を行う。すなわち、溶
接音による電圧信号のレベルは、溶接が良好に行われて
いる場合には、溶接不良状態で発生される溶接音による
電圧信号のレベルに比べて高くなることが知られてい
る。したがって、溶接音による電圧信号のレベルに下限
値と上限値とを設定し、電圧信号のレベルがこれらの下
限値と上限値との間の範囲内にある場合に良好、外れて
いれば不良と判定するような判定処理を行えば良い。The predetermined processing algorithm in the welding state determination processing device 20 is not the gist of the present invention, but, in a simple example, the pass / fail judgment is made based on the level of the voltage signal obtained from the welding sound. Do. That is, it is known that the level of the voltage signal due to the welding sound is higher than the level of the voltage signal due to the welding sound generated in a poor welding state when the welding is performed well. Therefore, a lower limit value and an upper limit value are set for the level of the voltage signal due to the welding sound. What is necessary is just to perform the determination processing which makes a determination.
【0020】本形態では、一般的な円筒状のレーザトー
チ12の内側の上部にマイクロホン17を設置し、レー
ザトーチ12の内部には吸音材18を施すことで外部雑
音の検出を減少させ、かつマイクロホン17の設置位置
の問題も解決している。同時に、レーザトーチ12自体
が集音管の役目を果たすことになり、指向性、集音性、
の観点から効率良く溶接音の検出ができる。また、吸音
材18の敷設はレーザトーチ12内での音の反射、共鳴
などを抑制することができる。In the present embodiment, a microphone 17 is installed on the upper part inside a general cylindrical laser torch 12 and a sound absorbing material 18 is provided inside the laser torch 12 to reduce the detection of external noise. It also solves the problem of the installation position. At the same time, the laser torch 12 itself serves as a sound collecting tube, and has directivity, sound collecting property,
From the viewpoint, the welding sound can be detected efficiently. In addition, the laying of the sound absorbing material 18 can suppress the reflection and resonance of sound in the laser torch 12.
【0021】レーザトーチ12は、その下部がワーク1
5の溶接箇所を覆うように位置しているため、溶接音は
レーザトーチ12内部に進入する。進入した音の中でレ
ーザトーチ12の内壁に当たるものは吸音材18で吸収
されるため音の反射は抑制され、主にレーザトーチ12
上部に進行する音をマイクロホン17で検出することに
なる。よって、音の反射、共鳴の抑制された、生の溶接
音と同等の音が検出可能になる。さらに、吸音材18は
レーザトーチ12外部からの雑音を吸収するため、溶接
音を安定して検出できる。また、レーザ反射ミラー13
や集光レンズ14が音の進行の障害物となるが重大な問
題にはならない。吸音材18による音の反射などの抑制
が不十分な場合、レーザトーチ12内壁を音の反射しに
くい構造にすることで質の高い(生に近い)溶接音が検
出可能になる。The lower part of the laser torch 12 is
The welding sound enters the laser torch 12 because it is located so as to cover the welding location of No. 5. The sound that hits the inner wall of the laser torch 12 in the entered sound is absorbed by the sound absorbing material 18, so that the reflection of the sound is suppressed.
The sound traveling upward is detected by the microphone 17. Therefore, it is possible to detect a sound equivalent to a raw welding sound in which reflection and resonance of the sound are suppressed. Further, since the sound absorbing material 18 absorbs noise from outside the laser torch 12, the welding sound can be detected stably. Further, the laser reflecting mirror 13
The condensing lens 14 becomes an obstacle to the progress of sound, but does not cause a serious problem. When the reflection of sound by the sound absorbing material 18 is not sufficiently suppressed, the inner wall of the laser torch 12 is made to have a structure in which sound is not easily reflected, so that high-quality (near raw) welding sound can be detected.
【0022】なお、レーザ発振器11としては、YAG
レーザ発振器や、CO2 レーザ発振器、エキシマレーザ
発振器等を用いることができる。The laser oscillator 11 is a YAG
A laser oscillator, a CO 2 laser oscillator, an excimer laser oscillator, or the like can be used.
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明によれば以下のような効果が得ら
れる。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【0024】1.溶接音以外の外部雑音の検出を抑制す
ることができ、ノイズ対策が不要と成る。1. Detection of external noise other than welding noise can be suppressed, and noise countermeasures become unnecessary.
【0025】2.ワークの形状が複雑で、レーザトーチ
の姿勢が様々に変化する場合でも、その影響を受けずに
溶接音を検出することができる。2. Even when the shape of the work is complicated and the posture of the laser torch changes variously, the welding sound can be detected without being affected by the change.
【0026】3.円筒状のレーザトーチの形状を利用し
て、溶接音に対する集音性、指向性を向上させ、効率良
く溶接音を検出することができる。3. By utilizing the shape of the cylindrical laser torch, the sound collecting property and the directivity for the welding sound can be improved, and the welding sound can be detected efficiently.
【0027】4.溶接音によるオンライン溶接判定を行
うことで、溶接品の品質管理の向上、検査員の省人・省
力が可能となる。4. Performing online welding judgment based on welding sound makes it possible to improve the quality control of welded products and save labor and labor for inspectors.
【図1】本発明の好ましい実施の形態による溶接欠陥検
出装置の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a welding defect detection device according to a preferred embodiment of the present invention.
【図2】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。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a welding state determination processing device shown in FIG.
【図3】従来装置の問題点を説明するためにレーザトー
チとそれに設けられる検出器の位置関係を示した図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between a laser torch and a detector provided on the laser torch for explaining a problem of the conventional device.
11 レーザ発振器 12、30 レーザトーチ 13 レーザ反射ミラー 14 集光レンズ 15、32 ワーク 17 マイクロホン 18 吸音材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Laser oscillator 12, 30 Laser torch 13 Laser reflection mirror 14 Condensing lens 15, 32 Work 17 Microphone 18 Sound absorbing material
Claims (3)
チに導き、前記筒状の筺体の下端開口を通してワークに
照射して溶接を行うレーザ溶接機において、前記筺体内
に、レーザ光が照射されたワークの溶接箇所で発生する
音を検出するためのセンサを設け、該センサで検出され
た音信号のレベルに基づいて溶接箇所の欠陥検出を行う
ようにしたことを特徴とするレーザ溶接欠陥検出装置。In a laser welding machine for guiding a laser beam to a laser torch having a cylindrical housing and irradiating the work through a lower end opening of the cylindrical housing to perform welding, the laser light is applied to the inside of the housing. Laser welding defect detection characterized by providing a sensor for detecting a sound generated at a welding portion of the work, and detecting a defect at the welding portion based on a level of a sound signal detected by the sensor. apparatus.
において、前記筺体の内壁に吸音材を設けたことを特徴
とするレーザ溶接欠陥検出装置。2. The laser welding defect detecting device according to claim 1, wherein a sound absorbing material is provided on an inner wall of the housing.
において、前記センサを、前記筺体内の上端部に設けた
ことを特徴とするレーザ溶接欠陥検出装置。3. The laser welding defect detecting device according to claim 2, wherein said sensor is provided at an upper end portion in said housing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9311961A JPH11147189A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Instrument for detecting defect in laser beam welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9311961A JPH11147189A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Instrument for detecting defect in laser beam welding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11147189A true JPH11147189A (en) | 1999-06-02 |
Family
ID=18023530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9311961A Withdrawn JPH11147189A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Instrument for detecting defect in laser beam welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11147189A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017299A (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Toshiba Corp | Laser beam irradiation device |
CN102310265A (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-11 | 翔德光电股份有限公司 | Method and device for detecting error for laser cutting processing system |
CN115932044A (en) * | 2022-12-22 | 2023-04-07 | 江苏先进光源技术研究院有限公司 | Real-time detection method for workpiece defects in laser processing process |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP9311961A patent/JPH11147189A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4643379B2 (en) * | 2005-07-07 | 2011-03-02 | 株式会社東芝 | Laser irradiation device |
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CN115932044B (en) * | 2022-12-22 | 2024-02-20 | 江苏先进光源技术研究院有限公司 | Workpiece defect real-time detection method in laser processing process |
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |