阅读说明：本技术 激光焊接方法及激光焊接装置 (Laser welding method and laser welding device ) 是由 直原孝明 小野育康 于 2018-04-26 设计创作，主要内容包括：激光焊接方法为,在从基准位置向工件的焊接开始位置移动激光加工头时,从配备于激光加工头的激光喷嘴预先喷出保护气体,在上述保护气体的气体流量稳定时,在上述焊接开始位置从上述激光喷嘴向工件照射激光光束,从而对上述工件进行激光焊接。(The laser welding method is a method of laser welding a workpiece by previously ejecting a shielding gas from a laser nozzle provided in a laser processing head when the laser processing head is moved from a reference position to a welding start position of the workpiece, and irradiating a laser beam from the laser nozzle to the workpiece at the welding start position when a gas flow rate of the shielding gas is stable.)

激光焊接方法及激光焊接装置

技术领域

本公开涉及用于例如焊接机器人的能够三维地进行激光加工头的定位的激光焊接装置及利用了该激光焊接装置的激光焊接方法，更详细而言，涉及能够抑制经由激光加工头向焊接部喷射的保护气体的消耗的激光焊接装置及激光焊接方法。

背景技术

例如，在利用如焊接机器人等那样的激光焊接装置进行工件的激光焊接时，一般向激光焊接部喷射辅助气体而进行激光焊接。专利文献1公开了相关技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-93825号公报

发明内容

专利文献的图2、3记载了，根据向激光焊接部喷射的保护气体的种类而焊珠的截面形状变化的情况。另外，在专利文献1记载了如下宗旨：若保护气体的供给量不均，则焊接部的焊珠截面形状产生不均，产生焊接故障。

因此，为了良好地进行激光焊接，需要在保护气体的供给量稳定的状态下进行激光焊接。因此，也可以在激光加工头位于基准位置(移动开始的启动位置)时开始保护气体的喷射，在激光加工头向工件的焊接开始位置的移动动作时使保护气体的供给量稳定。该情况下，在激光加工头到达焊接开始位置时，保护气体的供给量处于稳定状态，可进行良好的激光焊接。

但是，在上述的情况下，即使在保护气体的供给量稳定的情况下，对于在激光加工头向工件的焊接开始位置的移动中，实现提高激光焊接的效率也存在问题，并且对于抑制保护气体的消耗也存在问题。

激光焊接方法为，在从基准位置向工件的焊接开始位置移动激光加工头时，从配备于激光加工头的激光喷嘴预先喷出保护气体，在上述保护气体的气体流量稳定时，在上述焊接开始位置从上述激光喷嘴向工件照射激光光束，从而对上述工件进行激光焊接。

激光焊接装置具备：激光加工头，其具备激光喷嘴，且能够三维地移动；保护气体供给单元，其向上述激光喷嘴供给保护气体；激光振荡器，其使从上述激光喷嘴向工件照射的激光光束振荡；以及控制装置，其控制上述激光加工头的动作、上述保护气体供给单元以及上述激光振荡器的动作，且具备到达预测运算单元、气体流量稳定数据表以及气体喷射时期运算单元，其中，上述到达预测运算单元参照激光加工头从基准位置到上述工件的焊接开始位置的上述激光加工头的移动路径及移动速度，运算从上述基准位置到上述焊接开始位置的上述激光加工头的移动时间，上述气体流量稳定数据表预先存储有开始上述保护气体的喷出后到气体流量稳定为止的气体流量稳定时间和焊接加工条件的数据，上述气体喷射时期运算单元参照上述到达预测运算单元的运算结果和存储于上述气体流量稳定数据表的上述数据，运算上述保护气体的喷射时期。

发明效果

由于在激光加工头到达工件的焊接开始位置时，在保护气体的供给量稳定的时刻开始保护气体的供给，因此能够抑制保护气体的浪费。另外，开始激光焊接时，保护气体的供给稳定，因此可良好地进行激光焊接。

附图说明

图1是表示激光焊接装置的外观的立体图。

图2是表示激光加工头移动的轨迹和气体喷射的示意性的立面图。

图3是控制激光焊接装置的动作的控制装置的块图。

图4是示意性表示在激光加工头从启动位置到达焊接开始位置的过程中，气体喷射的开始与气体流量的时间变化的关系的图表。

图5是表示另一例的激光加工头移动的轨迹和气体喷射的示意性的立面图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明几个实施方式。

主要参照图1，激光焊接装置1为在工业用机器人的机械臂的前端部具备激光加工头3的结构。在上述激光加工头3具备向工件(省略图示)照射在激光振荡器(省略图示)振荡的激光光束LB的激光喷嘴5。上述激光喷嘴5构成为向工件的激光焊接部喷射从保护气体供给单元(省略图示)供给的保护气体。

此外，如上述那样的激光焊接装置1为公知的结构，因此，省略对激光焊接装置1的更详细的结构及动作的说明。

在利用上述激光焊接装置1进行工件W的激光焊接的情况下，进行图2所示那样的动作。即，从激光加工头3的待机位置(基准位置、启动位置)A开始移动，经过预先设定的移动路径的途中位置B、C而到达工件W的焊接开始位置D。然后，在停止于上述焊接开始位置D的状态下进行保护气体SG的喷射，在保护气体SG的气体流量稳定后，进行激光光束LB的射出，开始激光焊接。

上述的情况下，保护气体SG的气体流量稳定后再进行激光焊接。因此，能够良好地进行激光焊接，焊接焊珠等的美观性提高。但是，保护气体的气体流量稳定之前的停止时间延长，为了实现激光焊接的效率提高，期望进一步改良。

因此，如图3所示地构成控制上述激光焊接装置1的动作的控制装置7。即，控制装置7由计算机构成，在控制装置7连接有使从上述激光喷嘴5射出的激光光束LB振荡的激光振荡器9，并且连接有向上述激光喷嘴5供给从上述激光喷嘴5喷射的保护气体SG的保护气体供给单元11。

上述控制装置7具备移动路径数据存储器13。在该移动路径存储器13中存储有各种激光焊接的从上述启动位置A到工件W的上述焊接开始位置D的移动路径的数据。另外，存储有例如位置A－B间、位置B－C间、位置C－D间的距离数据、速度数据等那样的各种移动路径的多个区间的距离数据、速度数据。

另外，上述控制装置7具备移动速度参数存储器15。该移动速度参数存储器15将与各种移动路径的各个区间的路径对应的速度作为参数而存储。

进一步地，上述控制装置7具备运算从上述启动位置A开始启动后到达焊接开始位置D的时间的到达预测运算单元(移动时间运算单元)17。该移动时间运算单元17构成为，参照存储于上述移动路径数据存储器13的移动路径数据和存储于上述移动速度参数存储器15的移动速度参数，运算从上述启动位置A启动开始后到达上述焊接开始位置D的移动时间。

另外，上述控制装置7具备气体流量稳定数据表19。该气体流量稳定数据表19存储有从上述保护气体供给单元11向上述激光喷嘴5开始辅助气体的供给后到流量稳定之前的稳定时间的数据。上述稳定时间按照各种焊接加工条件下的激光喷嘴种类及保护气体的种类存储对应的值。即，如图4所示，在保护气体的喷射指令时T1从激光喷嘴5开始保护气体的喷射，到达气体流量稳定的时间Tg对应于各种焊接加工条件、激光喷嘴种类，或者对应于保护气体种类，而存储于气体流量稳定数据表19。

进一步地，上述控制装置7具备动作模式选择单元(焊接模式选择单元)21。该动作模式选择单元21构成为使用者能够从与焊接模式相关的多个模式选择其一而输入。例如，作为焊接模式，能够准备重视焊接焊珠等的美观的第一模式和重视激光焊接的效率提高的第二模式。该动作模式选择单元21例如可以做成与控制装置7连接的快动开关。即，动作模式选择单元21构成为，使用者能够在进行激光焊接时选择第一模式或第二模式而输入。因此，也可以在进行激光焊接的加工程序中预先记载选择第一或第二模式。

另外，上述控制装置7具备气体喷射时期运算单元23。该气体喷射时期运算单元23构成为运算从上述启动位置A开始激光加工头3的移动后到气体喷射开始位置的时间Td(参照图4)。即，气体喷射时期运算单元23构成为，参照由上述到达预测运算单元17运算出的到达预测时间Tm和存储于上述气体流量稳定数据表19的气体流量稳定时间Tg，运算从启动位置A开始激光加工头3的移动后开始保护气体的喷射的喷射开始时间Td。换言之，气体喷射时期运算单元23构成为，运算(喷射开始时间Td＝到达预测时间Tm－气体流量稳定时间Tg)。

因此，如图5概念性地所示地，若在从启动位置A开始激光加工头3的移动后在到达焊接开始位置D前的适当位置(例如，途中位置C)开始保护气体SG的喷射，则与激光加工头3到达焊接开始位置D同时地，保护气体的气体流量稳定。由此，能够与激光加工头3到达焊接开始位置D同时地，向工件W照射激光光束LB而开始激光焊接。即，能够实现激光焊接的效率提高。

如根据以上那样的说明理解地，若通过上述动作模式选择单元21选择第二模式，则如上述那样地，在激光加工头3从启动位置A到焊接开始位置D的途中的位置、例如位置C，开始保护气体SG的喷射。然后，与激光加工头3到达焊接开始位置D同时地，保护气体SG的气体流量稳定。于是，与激光加工头3到达焊接开始位置D同时地，向工件W射出激光光束LB，可以进行激光焊接。即，能够实现激光焊接的效率提高。

此外，该第二模式的情况下，也在激光加工头3到达焊接开始位置D时，保护气体SG的气体流量稳定，焊接焊珠等的美观性提高。即，能够实现效率提高和美观性的提高。

若通过上述动作模式选择单元21选择第一模式，则激光加工头3构成为进行使用图2所说明的动作，焊接焊珠等的美观性提高。

另外，作为保护气体SG的气体流量稳定的时刻，优选与激光喷嘴5到达焊接开始位置D为同时。但是，也可以构成为，在激光喷嘴5接近上述焊接开始位置D预先设定好的距离的位置使气体流量稳定。另外，也可以在激光喷嘴5到达焊接开始位置D后经过预先设定好的设定时间后使气体流量稳定。

虽然说明了几个实施方式，但基于上述公开内容，本领域技术人员可以将实施方式修改或变形。

工业上的可利用性

提供能够抑制保护气体的浪费的激光焊接装置及激光焊接方法。