JP2021146351A - レーザ溶接装置およびレーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光の位置ずれ検出作業に要する手間や時間を減らすことのできるレーザ溶接装置およびレーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法を提供すること。【解決手段】レーザ溶接装置１は、互いに隣接した二つの金属板２の端部２ｃ，２ｄ間にレーザ光Ｌ１を照射して当該端部２ｃ，２ｄ間を溶接した溶接部１５を金属板２の端部２ｃ，２ｄに平行なＸ方向（溶接進行方向）に形成可能なレーザ照射部４と、レーザ照射部４と一体にＸ方向に移動可能に設けられるとともに当該レーザ照射部４の−Ｘ方向（溶接進行方向の後方側）に位置されたレーザセンサ１１（センサ）を有し、レーザセンサ１１によって取得された溶接部１５（スポット溶接部１６）の形状データＦ１に基づいてレーザ光Ｌ１の照射位置１８と端部２ｃ，２ｄ間の中心位置Ｃとのずれを検出可能な検出装置１０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ溶接装置およびレーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法に関する。

金属板を連続して製造する際、互いに隣接した二つの金属板の端部間を溶接することが行われており、板厚が薄い場合は、金属板の端部にラップ代を持たせることが多いが、板厚が厚い場合は、金属板の端部にラップ代を待たせず、突合せ溶接を行う場合が多い。レーザ溶接で突合せ溶接を行う場合、レーザ光を照射する位置がずれると、溶接部の強度が不足したり、溶接できなかったりする場合も発生する。

このようなレーザ溶接装置では、溶接不良の発生を抑制するためにレーザ光を端部間に精度よく照射させる必要があるため、定期的にレーザ光の照射位置と端部間の中心位置とのずれを検査し、検査結果に応じてレーザ光の照射位置を補正する必要がある。

例えば、特許文献１には、レーザ溶接により二枚の金属ストリップの両端を突合わせ溶接するに際し、前記金属ストリップの突合わせ線上の少なくとも二点にレーザビームをスポット照射し、次いで前記スポット照射点間をレーザ溶接した後に、前記スポット照射点と前記金属ストリップの突合わせ線との位置を検査して、レーザビームの照射位置の修正を行うことを特徴とするレーザ溶接におけるレーザビーム照射位置の設定方法が開示されている。

特開平０２−９９２８９号公報

特許文献１には、レーザ光の位置ずれの具体的な検査方法についての記載はないが、通常、作業者が溶接部を含む端部間を切り出すことによりサンプルを採取して目視やマイクロスコープを用いて検査していた。しかしながら、目視の場合には、精度が不足し、マイクロスコープを用いた方法では、検出作業に要する手間や時間が嵩んでしまう虞があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、レーザ光の位置ずれ検出作業の精度を確保しつつ作業に要する手間や時間を減らすことのできるレーザ溶接装置およびレーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ溶接装置は、互いに隣接した二つの金属板の端部間にレーザ光を照射して当該端部間を溶接した溶接部を前記金属板の端部に平行な溶接進行方向に形成可能なレーザ照射部と、前記レーザ照射部と一体に前記溶接進行方向に移動可能に設けられるとともに当該レーザ照射部の前記溶接進行方向の後方側に位置されたセンサを有し、前記センサによって取得された前記溶接部の形状データに基づいて前記レーザ光の照射位置と前記端部間の中心位置とのずれを検出可能な検出装置と、を備える。

また、前記レーザ照射部は、前記溶接部として一つまたは前記溶接進行方向に互いに間隔をあけて複数のスポット溶接部を形成し、前記センサは、前記スポット溶接部の形状データを取得し、前記検出装置は、前記形状データにおける前記スポット溶接部の外縁部と前記溶接進行方向と直交した線分との第一交点と前記中心位置との間の第一距離と、前記外縁部と前記線分との第二交点と前記中心位置との間の第二距離と、の比から前記照射位置と前記中心位置とのずれ量を算出する処理装置を有している。

また、前記センサと一体に前記溶接進行方向に移動可能に設けられるとともに当該センサの前記溶接進行方向の後方側に位置されたスエージング加工部を備え、前記センサは、前記レーザ照射部または前記スエージング加工部に取り付けられる。

また、本発明にかかるレーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法は、レーザ照射部が互いに隣接した二つの金属板の端部間にレーザ光を照射して当該端部間を溶接した溶接部を前記金属板の端部に平行な溶接進行方向に形成する第一ステップと、前記レーザ照射部と一体に前記溶接進行方向に移動可能に設けられるとともに当該レーザ照射部の前記溶接進行方向の後方側に位置された検出装置のセンサが、前記レーザ照射部と一体に移動しながら前記溶接部の形状データを取得する第二ステップと、前記溶接部の形状データに基づいて前記レーザ光の照射位置と前記端部間の中心位置とのずれを検出する第三ステップと、を含む。

また、前記第一ステップでは、前記レーザ照射部が前記溶接部として一つまたは前記溶接進行方向に互いに間隔をあけて複数のスポット溶接部を形成し、前記第二ステップでは、前記センサが前記スポット溶接部の形状データを取得し、前記第三ステップでは、前記検出装置の処理装置が、前記形状データにおける前記スポット溶接部の外縁部と前記溶接進行方向と直交した線分との第一交点と前記中心位置との間の第一距離と、前記外縁部と前記線分との第二交点と前記中心位置との間の第二距離と、の比から前記照射位置と前記中心位置とのずれ量を算出する。

本発明によれば、レーザ光の位置ずれ検出作業に要する手間や時間を減らすことのできるレーザ溶接装置およびレーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法を提供することができる。

図１は、実施形態のレーザ溶接装置の例示的な模式図である。 図２は、実施形態のレーザ溶接装置によって溶接される金属板の例示的な斜視図である。 図３は、実施形態のレーザ溶接装置のレーザ光の位置ずれ検出方法を説明する例示的なフローチャートである。 図４は、実施形態のレーザ溶接装置のレーザ光の位置ずれ検出方法を説明する例示的な模式図である。 図５は、実施形態のレーザ溶接装置のレーザ光の位置ずれ検出方法を説明する例示的な模式図であって、図４の状態よりも後の状態を示した図である。 図６は、実施形態のレーザ溶接装置のレーザ光の位置ずれ検出方法を説明する例示的な模式図であって、図５の状態よりも後の状態を示した図である。 図７は、実施形態のレーザ溶接装置のレーザ光の照射位置を説明する端部間の例示的な平面図である。 図８は、実施形態のレーザ溶接装置のレーザ光の照射位置と端部間の中心位置との関係を示す正常状態での例示的な断面図である。 図９は、実施形態のレーザ溶接装置のレーザ光の照射位置と端部間の中心位置との関係を示す異常状態での例示的な断面図である。 図１０は、変形例のレーザ溶接装置の例示的な模式図である。 図１１は、変形例のレーザ溶接装置のレーザ光の照射位置と端部間の中心位置との関係を示す正常状態での例示的な平面図である。 図１２は、変形例のレーザ溶接装置のレーザ光の照射位置と端部間の中心位置との関係を示す異常状態での例示的な平面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

また、以下に開示される実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、本明細書では、序数は、部品や、部材、部位、位置、方向等を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

［実施形態］
図１は、実施形態のレーザ溶接装置１の模式図であり、図２は、レーザ溶接装置１によって溶接される金属板２の斜視図である。金属板２は、例えば、鋼板や、アルミニウム板、銅板等である。なお、以下の説明では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。Ｘ方向は、レーザ溶接装置１（レーザ照射部４）の進行方向に平行であるとともに金属板２の幅方向（短手方向）に平行であり、レーザ溶接装置１の進行方向を正方向とする。Ｙ方向は、レーザ溶接装置１の進行方向に垂直であるとともに金属板２の幅方向（短手方向）に垂直であり、金属板２の進行方向を正方向とする。Ｚ方向は、レーザ溶接装置１の高さ方向（上下方向）に平行であるとともに金属板２の厚さ方向に平行であり、上方を正方向とする。

また、以下の説明では、便宜上、Ｘ方向は前方と称され、Ｘ方向の反対方向（−Ｘ方向）は後方と称され、Ｙ方向は右方と称され、Ｙ方向の反対方向は左方と称され、Ｚ方向は上方と称され、Ｚ方向の反対方向は下方と称される場合がある。Ｘ方向は、溶接進行方向の一例であり、−Ｘ方向は、溶接進行方向の後方側の一例である。また、Ｙ方向は、搬送方向等とも称される。

図１，２に示されるように、レーザ溶接装置１は、例えば、架台３や、レーザ照射部４、キャリッジ５、スエージング加工部６，７、後述する検出装置１０等を備えている。レーザ溶接装置１では、Ｙ方向に互いに隣接した二つの金属板２の端部２ｃ，２ｄ間にレーザ光Ｌ１が照射され、当該レーザ光Ｌ１によって溶接された溶接部１５がＸ方向に形成されることにより、二つの金属板２が接続（一体化）される。溶接部１５は、溶接ビード等とも称される。

二つの金属板２は、例えば、架台３に設けられた不図示の入側クランプおよび出側クランプに、端部２ｃ，２ｄ同士が突き合わされた状態で保持されている。端部２ｃ，２ｄ間には、金属板２のＺ方向の上面２ａ側からその反対の下面２ｂ側に向かってレーザ光Ｌ１が照射される。二つの金属板２のうちＹ方向の一方は、先行材とも称され、Ｙ方向の反対方向の他方は、後行材とも称される。また、端部２ｃ，２ｄは、突合せ部等とも称される。

キャリッジ５は、架台３の不図示のレールにＸ方向に沿ってスライド可能に支持されている。本実施形態では、架台３に固定された金属板２に対して、レーザ照射部４がキャリッジ５と一体にＸ方向へ移動することによって、溶接部１５がＸ方向に形成されていく。なお、レーザ溶接装置１は、この例には限定されず、例えば、金属板２が可動側となってレーザ照射部４に対して−Ｘ方向へ移動することにより、溶接部１５がＸ方向に形成されるよう構成されてもよい。

また、キャリッジ５は、Ｙ方向からの視線（図１参照）では、−Ｘ方向に向けて開放された略Ｕ字状に構成されている。このキャリッジ５の内面には、金属板２を切断可能なシャー８（図４参照）が取り付けられている。なお、シャー８は、図１では、便宜上、図示省略されている。キャリッジ５は、シャーキャリッジ等とも称される。

レーザ照射部４は、例えば、加工ヘッド４ａや、ベース４ｂ等を有している。加工ヘッド４ａおよびベース４ｂは、キャリッジ５に固定されるとともに、金属板２のＺ方向に離間して位置されている。加工ヘッド４ａは、不図示のレーザビーム発信器からミラー等が組み合わされた伝送チューブや光ファイバ等を介して伝送されたレーザ光Ｌ１を、所望のサイズやエネルギー密度に集光して端部２ｃ，２ｄ間の照射位置１８へと照射可能である。レーザ照射部４は、レーザトーチ等とも称される。また、照射位置１８は、照射エリア等とも称される。

スエージング加工部６は、レーザ照射部４のＸ方向、すなわち前方（上流側）に位置されている。スエージング加工部６は、Ｚ方向に互いに離間して配置された一対のロール６ａ等を有している。スエージング加工部６は、例えば、一対のロール６ａの間を金属板２がＸ方向に通過する過程で当該金属板２の端部２ｃ，２ｄ間をＺ方向に潰して厚みを揃えたり、バリを均したりすることができる。

スエージング加工部７は、レーザ照射部４の−Ｘ方向、すなわち後方（下流側）に位置されている。スエージング加工部７は、Ｚ方向に互いに離間して配置された一対のロール７ａ等を有している。スエージング加工部７は、例えば、一対のロール７ａの間を金属板２がＸ方向に通過する過程で当該金属板２に形成された溶接部１５をＺ方向に潰して均すことができる。

検出装置１０は、例えば、レーザセンサ１１と、処理装置１２と、を有している。ここで、本実施形態では、検出装置１０は、レーザセンサ１１から金属板２に向けてラインレーザＬ２０（図５参照）を照射し、その反射光Ｌ２１から金属板２の断面形状を瞬時に取得可能な所謂プロファイル測定器によって構成されている。

そして、本実施形態では、このようなレーザセンサ１１によって取得された金属板２の断面形状のデータに基づいて、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理が実行される。レーザセンサ１１は、センサの一例であり、距離計や、変位センサ、光学センサ等とも称される。また、検出装置１０は、測定装置や、検査装置等とも称される。

レーザセンサ１１は、キャリッジ５に固定されるとともに、レーザ照射部４とスエージング加工部７との間に位置されている。また、レーザセンサ１１は、加工ヘッド４ａの−Ｘ方向に間隔をあけて並んでいる。本実施形態では、レーザセンサ１１は、上述した架台３に対するキャリッジ５のＸ方向への移動に伴って、加工ヘッド４ａとともに端部２ｃ，２ｄ間の直上を移動可能に構成されている。

処理装置１２は、例えば、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータによって構成され、モニタ１３や印刷装置等の出力装置の他、入力装置、通信装置等を備えている。処理装置１２は、処理プログラム等を記憶したメモリおよび処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて、各構成部やレーザセンサ１１等を制御する。モニタ１３は、表示装置の一例である。

図３は、レーザ溶接装置１のレーザ光Ｌ１の位置ずれ検出方法を説明するフローチャートである。図４〜６は、レーザ溶接装置１のレーザ光Ｌ１の位置ずれ検出方法を説明する模式図であって、図５は、図４の状態よりも後の状態を示した図であり、図６は、図５の状態よりも後の状態を示した図である。

また、図７は、レーザ光Ｌ１（スポット光Ｌ１１）の照射位置１８を説明する端部２ｃ，２ｄ間の平面図であり、図８は、レーザ光Ｌ１の照射位置１８と端部２ｃ，２ｄ間の中心位置Ｃとの関係を示す正常状態での断面図であり、図９は、レーザ光Ｌ１の照射位置１８と端部２ｃ，２ｄ間の中心位置Ｃとの関係を示す異常状態での断面図である。中心位置Ｃは、中心線等とも称される。

図３に示されるフローチャートは、例えば、作業者によりレーザ光Ｌ１の位置ずれ検査の指示入力があったタイミングで開始となり、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、処理装置１２が、レーザ溶接装置１を通常モードから点検モードへと切り替える。この場合、例えば、図４に示されるように、スエージング加工部７のロール７ａを通常の加工位置からＺ方向に離れた非加工位置へと移動させる。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理は、ステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、レーザ照射部４が、金属板２の端部２ｃ，２ｄ間にスポット溶接部１６（図７参照）を形成する。この場合、例えば、図５に示されるように、レーザ照射部４は、金属板２にスポット光Ｌ１１が照射されるようにレーザ光Ｌ１のビーム径が調整される。そして、レーザ照射部４は、通常モードと同様に架台３に対してキャリッジ５とともにＸ方向へと移動する過程でスポット溶接部１６を形成する。

また、図７に示されるように、ステップＳ２の処理では、例えば、Ｘ方向に互いに間隔をあけて複数のスポット溶接部１６が形成される。具体的には、スポット溶接部１６は、端部２ｃ，２ｄ間におけるＸ方向の中央位置と、Ｘ方向の両端位置と、の三箇所に設けられる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理は、ステップＳ３の処理に進む。

なお、スポット溶接部１６の数は、この例には限定されず、例えば、一つや、二つ、あるいは四つ以上であってもよい。また、スポット溶接部１６の配置についてもこの例には限定されず、種々に変更可能である。スポット溶接部１６は、溶接玉等とも称される。ステップＳ２は、第一ステップの一例である。なお、スポット溶接部１６以外の部分は、通常の溶接を行ってもよいが、スポット溶接部１６の前後少なくとも１ｍｍは、スポット溶接部１６を検出しやすくするために溶接しない部分を作ることが好ましい。

次に、ステップＳ３の処理では、レーザセンサ１１が、スポット溶接部１６の形状データを取得する。この場合、例えば、図５，６に示されるように、レーザセンサ１１は、レーザ照射部４と一体にＸ方向へと移動しながらスポット溶接部１６のそれぞれに向けてラインレーザＬ２０を照射し、その反射光Ｌ２１から各スポット溶接部１６のＹＺ断面の形状データＦ１（図８，９参照）を取得する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理は、ステップＳ４の処理に進む。ステップＳ３は、第二ステップの一例である。

次に、ステップＳ４の処理では、処理装置１２が、スポット溶接部１６の形状データＦ１に基づいて、レーザ光Ｌ１の位置ずれ量を算出する。この場合、例えば、図８，９に示されるように、処理装置１２は、スポット溶接部１６の外縁部ＥとＹ方向に沿った線分Ｌとの交点Ｅ１と中心位置Ｃとの間の距離Ｄ１と、外縁部Ｅと線分Ｌとの交点Ｅ２と中心位置Ｃとの間の距離Ｄ２と、の比からレーザ光Ｌ１のずれ量を算出する。

距離Ｄ１は、第一距離の一例であり、距離Ｄ２は、第二距離の一例である。また、交点Ｅ１は、第一交点の一例であり、交点Ｅ２は、第二交点の一例である。距離Ｄ１は、スポット溶接部１６のＹ方向の第一縁部（交点Ｅ１）と中心位置Ｃとの間のＹ方向に沿った距離とも称され、距離Ｄ２は、スポット溶接部１６のＹ方向の反対方向の第二縁部（交点Ｅ２）と中心位置Ｃとの間のＹ方向に沿った距離とも称される。

なお、図８，９では、便宜上、金属板２の端部２ｃ，２ｄの突合せ部分の隙間Ｇが誇張されて示されている。中心位置Ｃは、端部２ｃ，２ｄ（端面）の突合せ位置や、突合せ線等とも称される。言い換えると、距離Ｄ１は、端部２ｃと交点Ｅ１との間のＹ方向に沿った距離に相当し、距離Ｄ２は、端部２ｄと交点Ｅ２との間のＹ方向に沿った距離に相当しうる。スポット溶接部１６の表面は、通常、金属板２の上面２ａと高さの差異が発生する。例えば、そのまま溶接をした場合には、隙間Ｇのサイズにもよるが、金属板２の上面２ａから下面２ｂ側に凹んだ凹曲面状に構成されている。また、例えば、フィラワイヤー（電極棒）等を使用すれば溶ける金属量を調節して凸状態にすることもでき、実際の突合せ溶接の際には使用することも多いが、位置調整の場合は、特に使用しなくてもよい。

ここで、図８に示される例では、距離Ｄ１と距離Ｄ２との比が略同じであって所定の基準値（閾値）の範囲内である。この場合、例えば、処理装置１２は、レーザ光Ｌ１の照射位置１８が正常である点（例えば、ＯＫ等の文字）をモニタ１３に表示させる。一方、図９に示される例では、距離Ｄ１と距離Ｄ２との比が異なって基準値（閾値）の範囲外である。この場合、例えば、処理装置１２は、レーザ光Ｌ１の照射位置１８が異常である点（例えば、ＮＧ等の文字や算出された位置ずれ量等）をモニタ１３に表示させる。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理は、ステップＳ５の処理に進む。ステップＳ４は、第三ステップの一例である。

次に、ステップＳ５の処理では、処理装置１２によって算出された位置ずれ量に応じてレーザ光Ｌ１の照射位置１８を補正する。この場合、例えば、複数のスポット溶接部１６のすべてが同じ方向（例えば、図７，９のＹ方向の反対方向）にずれる例では、上述した入側クランプおよび出側クランプによる二つの金属板２のクランプ位置のずれが原因の一つと考えられるため、当該クランプ位置を調整すること等によって、照射位置１８を補正することができる。

また、例えば、複数のスポット溶接部１６が全体的に斜めになるようにずれる例、言い換えると端部２ｃ，２ｄがＸ方向に対して傾斜している例では、シャー８の刃の摩耗が原因の一つと考えられるため、当該刃を交換すること等によって、照射位置１８を補正することができる。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、レーザ光Ｌ１位置ずれ検出処理は、ステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、処理装置１２が、レーザ溶接装置１を点検モードから通常モードへと切り替える。この場合、例えば、図１に示されるように、スエージング加工部７のロール７ａを非加工位置から通常の加工位置へと戻す。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、一連のレーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理は終了する。

なお、本実施形態では、センサが二次元タイプのレーザセンサ１１によって構成された場合が例示されたが、この例には限定されず、例えば、三次元タイプのレーザセンサ１１によって構成されてもよい。また、本実施形態では、スポット溶接部１６の形状データＦ１に基づいてレーザ光Ｌ１の位置ずれを検出するようにしたが、この例には限定されず、例えば、溶接部１５（溶接ビード）の形状データに基づいてレーザ光Ｌ１の位置ずれを検出するようにしてもよい。

また、本実施形態では、処理装置１２によって算出された位置ずれ量からレーザ光Ｌ１の位置ずれを検出するようにしたが、この例には限定されず、例えば、作業者がモニタ１３に表示されたスポット溶接部１６の形状データＦ１から目視によってレーザ光Ｌ１の位置ずれを検出するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態では、レーザ溶接装置１は、互いに隣接した二つの金属板２の端部２ｃ，２ｄ間にレーザ光Ｌ１を照射して当該端部２ｃ，２ｄ間を溶接した溶接部１５を金属板２の端部２ｃ，２ｄに平行なＸ方向（溶接進行方向）に形成可能なレーザ照射部４と、レーザ照射部４と一体にＸ方向に移動可能に設けられるとともに当該レーザ照射部４の−Ｘ方向（溶接進行方向の後方側）に位置されたレーザセンサ１１（センサ）を有し、レーザセンサ１１によって取得された溶接部１５（スポット溶接部１６）の形状データＦ１に基づいてレーザ光Ｌ１の照射位置１８と端部２ｃ，２ｄ間の中心位置Ｃとのずれを検出可能な検出装置１０と、を備える。

このような構成によれば、例えば、レーザセンサ１１がレーザ照射部４と一体に移動しながら取得するスポット溶接部１６の形状データＦ１に基づいて、照射位置１８と中心位置Ｃとのずれを検出することができる。その結果、例えば、作業者がスポット溶接部１６を含む端部２ｃ，２ｄ間のサンプルを採取してマイクロスコープを用いて検査するといった作業や、当該端部２ｃ，２ｄ間を切り出すためにスポット溶接部１６間を溶接して接続するといった作業が不要となり、ひいてはレーザ光Ｌ１の位置ずれ検出作業に要する手間や時間を減らすことができる。

また、本実施形態では、レーザ照射部４は、溶接部１５としてＸ方向に互いに間隔をあけて複数のスポット溶接部１６を形成し、レーザセンサ１１は、スポット溶接部１６の形状データＦ１を取得し、検出装置１０は、形状データＦ１におけるスポット溶接部１６の外縁部ＥとＸ方向と直交するＹ方向に沿った線分Ｌとの交点Ｅ１（第一交点）と中心位置Ｃとの間の距離Ｄ１（第一距離）と、外縁部Ｅと線分Ｌとの交点Ｅ２（第二交点）と中心位置Ｃとの間の距離Ｄ２（第二距離）と、の比から照射位置１８と中心位置Ｃとのずれ量を算出する処理装置１２を有している。

このような構成によれば、例えば、作業者がモニタ１３に表示されたスポット溶接部１６の形状データＦ１から目視によってレーザ光Ｌ１の位置ずれを検出するような場合と比べて、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出精度（測定精度）を高めることができる。

［変形例］
図１０は、変形例のレーザ溶接装置１Ａの模式図である。レーザ溶接装置Ａは、上記実施形態のレーザ溶接装置１と同様の構成を備えている。よって、レーザ溶接装置１Ａは、当該同様の構成に基づく上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

ただし、本変形例では、図１０に示されるように、検出装置１０Ａのレーザセンサ１１がレーザ照射部４に取り付けられている点が、上記実施形態と相違している。レーザセンサ１１は、例えば、レーザ照射部４のベース４ｂに固定されているが、加工ヘッド４ａに固定されてもよい。

ここで、レーザ照射部４は、レーザ溶接装置１Ａにおいてレーザ光Ｌ１を端部２ｃ，２ｄ間に精度よく照射させるために、例えば、キャリッジ５や金属板２に対する取り付け位置精度が高められている。よって、このようなレーザ照射部４を基準にレーザセンサ１１が取り付けられることにより、ラインレーザＬ２０によるレーザ光Ｌ１の位置ずれ検出精度（測定精度）が向上しやすいという利点がある。

なお、本変形例では、レーザセンサ１１がレーザ照射部４に取り付けられた場合が例示されたが、この例には限定されず、例えば、スエージング加工部７に取り付けられてもよい。この場合にあっても、レーザ照射部４に取り付けられた場合と同様の作用効果を得ることができる。

また、本変形例では、センサがレーザセンサ１１によって構成された場合が例示されたが、この例には限定されず、例えば、エリアセンサカメラ等によって構成されてもよい。この場合、例えば、エリアセンサカメラによって撮影されたスポット溶接部１６の平面画像による形状データＦ２（図１１参照）に基づいて、レーザ光Ｌ１の位置ずれ検出処理が実行される。

図１１は、レーザ光Ｌ１（スポット光Ｌ１１）の照射位置１８と端部２ｃ，２ｄ間の中心位置Ｃとの関係を示す正常状態での平面図であり、図１２は、レーザ光Ｌ１の照射位置１８と端部２ｃ，２ｄ間の中心位置Ｃとの関係を示す異常状態での平面図である。中心位置Ｃは、中心線等とも称される。なお、図１１，１２では、便宜上、金属板２の上面２ａにハッチングが施されている。

図１１に示される例では、スポット溶接部１６の外縁部Ｅと線分Ｌとの交点Ｅ１と中心位置Ｃとの間のＹ方向に沿った距離Ｄ１と、外縁部Ｅと線分Ｌとの交点Ｅ２と中心位置Ｃとの間のＹ方向に沿った距離Ｄ２と、の比が略同じであって所定の基準値（閾値）の範囲内である。一方、図１２に示される例では、距離Ｄ１と距離Ｄ２との比が異なって基準値（閾値）の範囲外である。この場合にあっても、処理装置１２は、距離Ｄ１と距離Ｄ２との比からレーザ光Ｌ１の位置ずれ量を算出することができる。交点Ｅ１は、第一交点の一例であり、交点Ｅ２は、第二交点の一例である。なお、線分Ｌはこの例には限定されず、例えば、スポット溶接部１６の中心からＸ方向または−Ｘ方向にずれていてもよい。

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１，１Ａ…レーザ溶接装置
２…金属板
２ｃ，２ｄ…端部
４…レーザ照射部
７…スエージング加工部
１０，１０Ａ…検出装置
１１…レーザセンサ（センサ）
１５…溶接部
１６…スポット溶接部
１８…照射位置
Ｃ…中心位置
Ｄ１…距離（第一距離）
Ｄ２…距離（第二距離）
Ｅ…外縁部
Ｅ１…交点（第一交点）
Ｅ２…交点（第二交点）
Ｆ１，Ｆ２…形状データ
Ｌ…線分
Ｌ１…レーザ光
Ｌ１１…スポット光
Ｓ２…第一ステップ
Ｓ３…第二ステップ
Ｓ４…第三ステップ
Ｘ…溶接進行方向
−Ｘ…溶接進行方向の後方側

Claims (5)

1. 互いに隣接した二つの金属板の端部間にレーザ光を照射して当該端部間を溶接した溶接部を前記金属板の端部に平行な溶接進行方向に形成可能なレーザ照射部と、
   前記レーザ照射部と一体に前記溶接進行方向に移動可能に設けられるとともに当該レーザ照射部の前記溶接進行方向の後方側に位置されたセンサを有し、前記センサによって取得された前記溶接部の形状データに基づいて前記レーザ光の照射位置と前記端部間の中心位置とのずれを検出可能な検出装置と、
   を備えた、レーザ溶接装置。
2. 前記レーザ照射部は、前記溶接部として一つまたは前記溶接進行方向に互いに間隔をあけて複数のスポット溶接部を形成し、
   前記センサは、前記スポット溶接部の形状データを取得し、
   前記検出装置は、前記形状データにおける前記スポット溶接部の外縁部と前記溶接進行方向と直交した線分との第一交点と前記中心位置との間の第一距離と、前記外縁部と前記線分との第二交点と前記中心位置との間の第二距離と、の比から前記照射位置と前記中心位置とのずれ量を算出する処理装置を有した、請求項１に記載のレーザ溶接装置。
3. 前記センサと一体に前記溶接進行方向に移動可能に設けられるとともに当該センサの前記溶接進行方向の後方側に位置されたスエージング加工部を備え、
   前記センサは、前記レーザ照射部または前記スエージング加工部に取り付けられた、請求項１または２に記載のレーザ溶接装置。
4. レーザ照射部が互いに隣接した二つの金属板の端部間にレーザ光を照射して当該端部間を溶接した溶接部を前記金属板の端部に平行な溶接進行方向に形成する第一ステップと、
   前記レーザ照射部と一体に前記溶接進行方向に移動可能に設けられるとともに当該レーザ照射部の前記溶接進行方向の後方側に位置された検出装置のセンサが、前記レーザ照射部と一体に移動しながら前記溶接部の形状データを取得する第二ステップと、
   前記溶接部の形状データに基づいて前記レーザ光の照射位置と前記端部間の中心位置とのずれを検出する第三ステップと、
   を含む、レーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法。
5. 前記第一ステップでは、前記レーザ照射部が前記溶接部として一つまたは前記溶接進行方向に互いに間隔をあけて複数のスポット溶接部を形成し、
   前記第二ステップでは、前記センサが前記スポット溶接部の形状データを取得し、
   前記第三ステップでは、前記検出装置の処理装置が、前記形状データにおける前記スポット溶接部の外縁部と前記溶接進行方向と直交した線分との第一交点と前記中心位置との間の第一距離と、前記外縁部と前記線分との第二交点と前記中心位置との間の第二距離と、の比から前記照射位置と前記中心位置とのずれ量を算出する、請求項４に記載のレーザ溶接装置におけるレーザ光の位置ずれ検出方法。

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