(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ溶接部位における貫通穴を高精度で検出し得るレーザ溶接品質検査方法及び装置を提供する。【解決手段】被溶接部材１０に対するレーザ溶接の完了後において、被溶接部材１０のレーザ溶接部位におけるレーザ照射面側に、検査光照射手段１１０から検査光を照射し、被溶接部材１０を介して検査光照射手段１１０の逆側に配置される光感知手段１４２によって、検査光を検出した場合、判定手段によってレーザ溶接部位に貫通穴が存在していると判定する。【選択図】図７
2010046679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接部材に対するレーザ溶接の完了後において、前記被溶接部材のレーザ溶接部位におけるレーザ照射面側あるいは前記レーザ照射面の逆側に、検査光を照射し、
前記被溶接部材を介して前記検査光照射手段の逆側に配置される光感知手段によって、前記検査光を検出した場合、前記レーザ溶接部位に貫通穴が存在していると判定する
ことを特徴とするレーザ溶接品質検査方法。
【請求項２】
前記検査光は、溶接用レーザビームを照射するレーザ照射手段から照射されるレーザビームからなり、
前記レーザ溶接部位における前記検査光用レーザビームのパワー密度を、前記溶接用レーザビームのパワー密度に比較して低減させることを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接品質検査方法。
【請求項３】
前記検査光用レーザビームを、前記溶接用レーザビームの照射経路と一致するように、移動させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接品質検査方法。
【請求項４】
前記検査光用レーザビームのパワー密度の低減は、前記レーザ照射手段の光源の発振出力を低下させることによって、実行されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ溶接品質検査方法。
【請求項５】
前記検査光用レーザビームのパワー密度の低減は、前記レーザ溶接部位における前記検査光用レーザビームの照射スポットの移動速度を増加させることによって、実行されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ溶接品質検査方法。
【請求項６】
前記検査光用レーザビームのパワー密度の低減は、前記検査光用レーザビームの焦点を前記レーザ溶接部位から離間させることによって、実行されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ溶接品質検査方法。
【請求項７】
前記検査光用レーザビームの照射スポットが前記レーザ溶接部位の全体を覆うように、前記検査光用レーザビームの焦点を調整することを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接品質検査方法。
【請求項８】
被溶接部材に対するレーザ溶接の完了後において、前記被溶接部材のレーザ溶接部位におけるレーザ照射面側あるいは前記レーザ照射面の逆側に、検査光を照射するための検査光照射手段、
前記被溶接部材を介して前記検査光照射手段の逆側に配置される光感知手段、および、
前記光感知手段によって前記検査光を検出した場合、前記レーザ溶接部位に貫通穴が存在していると判定する判定手段
を有することを特徴とするレーザ溶接品質検査装置。
【請求項９】
前記検査光の光源は、溶接用レーザビームを照射するレーザ照射手段の光源を兼ねていることを特徴とする請求項８に記載のレーザ溶接品質検査装置。
【請求項１０】
前記レーザ溶接部位における検査光のパワー密度を調整するためのパワー密度調整手段をさらに有し、
前記検査光照射手段は、前記レーザ照射手段を兼ねており、
前記検査光は、レーザビームからなり、
前記パワー密度調整手段は、前記レーザ溶接部位における前記検査光用レーザビームのパワー密度を、前記溶接用レーザビームのパワー密度に比較して低減させることを特徴とする請求項９に記載のレーザ溶接品質検査装置。
【請求項１１】
前記光源の発振出力を調整するための出力調整手段を有し、
前記パワー密度調整手段は、前記出力調整手段からなり、前記光源の発振出力を低下させることによって、前記検査光用レーザビームのパワー密度を低減する
ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ溶接品質検査装置。
【請求項１２】
前記検査光照射手段は、
前記光源からの前記検査光用レーザビームを、前記レーザ溶接部位に向かって照射するためのミラー部材、
前記ミラー部材を回転駆動することで、前記レーザ溶接部位における前記検査光用レーザビームの照射スポットを移動させるためのミラー駆動手段、および、
前記ミラー駆動手段を制御し、前記照射スポットの移動速度を調整するための移動速度制御手段を有しており、
前記パワー密度調整手段は、前記移動速度制御手段からなり、前記レーザ溶接部位における前記照射スポットの移動速度を増加させることによって、前記検査光用レーザビームのパワー密度を低減する
ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ溶接品質検査装置。
【請求項１３】
前記検査光照射手段は、前記レーザ溶接部位に向かって照射される前記検査光用レーザビームの焦点を調整するための光学系を有し、
前記パワー密度調整手段は、前記光学系からなり、前記焦点を前記レーザ溶接部位から離間させることによって、前記検査光用レーザビームのパワー密度を低減することを特徴とする請求項１０に記載のレーザ溶接品質検査装置。
【請求項１４】
前記検査光照射手段は、前記検査光用レーザビームの照射スポットが前記レーザ溶接部位の全体を覆うように、前記検査光用レーザビームの焦点を調整するための光学系を有することを特徴とする請求項１０に記載のレーザ溶接品質検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接品質検査方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを使用してワークを溶接するレーザ溶接（リモート溶接）においては、レーザビームの照射部分およびその近傍をＣＣＤカメラで撮影して得られる画像を解析することにより、溶接品質を検査している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１４８３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、画像の解析は、ブローホール、アンダーフィル、未溶着等の不具合の検出には有効であるが、貫通穴の場合、その周囲の正常な部位に比較し、明暗パターンや輝度が著しく異なるとは限らず、高精度で検出することが困難である問題を有する。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、レーザ溶接部位における貫通穴を高精度で検出し得るレーザ溶接品質検査方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一様相は、レーザ溶接品質検査方法であって、被溶接部材に対するレーザ溶接の完了後において、被溶接部材のレーザ溶接部位におけるレーザ照射面側あるいはレーザ照射面の逆側に、検査光を照射し、被溶接部材を介して検査光照射手段の逆側に配置される光感知手段によって、検査光を検出した場合、レーザ溶接部位に貫通穴が存在していると判定する。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、検査光照射手段、光感知手段および判定手段を有するレーザ溶接品質検査装置である。前記検査光照射手段は、被溶接部材に対するレーザ溶接の完了後において、被溶接部材のレーザ溶接部位におけるレーザ照射面側あるいはレーザ照射面の逆側に、検査光を照射するために使用される。前記光感知手段は、被溶接部材を介して検査光照射手段の逆側に配置される。前記判定手段は、光感知手段によって検査光を検出した場合、レーザ溶接部位に貫通穴が存在していると判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一様相に係るレーザ溶接品質検査方法および本発明の別の一様相に係るレーザ溶接品質検査装置によれば、貫通穴を通過した検査光を検出することで貫通穴の有無を判定しているため、貫通穴の表面形状に係わらず、例えば、その周囲の正常な部位に比較し、明暗パターンや輝度が略同一であっても、貫通穴を良好に検出することができる。つまり、レーザ溶接部位における貫通穴を高精度で検出し得るレーザ溶接品質検査方法およびレーザ溶接品質検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ溶接品質検査装置を説明するための斜視図である。
【０００９】
本実施の形態に係る溶接システム１００は、ワーク１０から離れた場所からレーザビームを用いてワーク（被溶接部材）１０を溶接するレーザ溶接装置と、レーザ溶接部位における貫通穴を検出するためのレーザ溶接品質検査装置とが一体化されて構成されている。詳述すると、溶接システム１００は、スキャナヘッド（レーザ照射手段兼検査光照射手段）１１０、貫通穴検出装置１４０、ロボットアーム１５０、ロボットコントローラ１５２、発振器（光源）１６０、光ファイバーケーブル１６４および制御装置１７０を有する。ワーク１０は、例えば、自動車車体のフードやドアパネルなどのパネル部品を形成する種々のパネル材である。
【００１０】
スキャナヘッド１１０は、ロボットアーム１５０の先端に配置され、レーザビームを照射するために使用される。レーザビームは、溶接用および貫通穴を検出するための検査光用として使用される。したがって、独立した検査光照射装置を設ける必要がなく、装置の低コスト化およびコンパクト化が容易である。シールドガス（アシストガス）は、例えば、アルゴンガスなどの不活性ガスである。
【００１１】
貫通穴検出装置１４０は、スキャナヘッド１１０と一体的にレーザ溶接品質検査装置を構成しており、光センサ（光感知手段）１４２、アンプ１４４および判定装置（判定手段）１４６を有する。光センサ１４２は、ワーク１０のレーザ溶接部位に存在する貫通穴を通過した検査光用レーザビームを検出するために使用される。本実施の形態において、検査光用レーザビームは、溶接用レーザビームと同様に、スキャナヘッド１１０から照射されるため、光センサ１４２は、ワーク１０を介してスキャナヘッド１１０の逆側（ワーク１０のレーザ溶接部位におけるレーザ照射面側の逆側）に配置される。アンプ１４４は、光センサ１４２の出力信号を増幅し、判定装置１４６に入力するために使用される。
【００１２】
判定装置１４６は、光センサ１４２によって検査光用レーザビームを検出した場合、ワーク１０のレーザ溶接部位に貫通穴が存在していると判定するように構成されている。判定装置１４６は、例えば、中央演算処理装置や記憶装置などを有するコンピュータ、判定結果を表示するモニタおよび／又は判定結果を印刷するプリンタ等から構成され、前記記憶装置には、光センサ１４２の出力信号に基づいて貫通穴の有無を判定するためのプログラムがインストールされる。
【００１３】
溶接システム１００は、上記のように、スキャナヘッド１１０と貫通穴検出装置１４０から構成されるレーザ溶接品質検査装置を有しており、貫通穴を通過した検査光用レーザビームを検出することで貫通穴の有無を判定することが可能である。そのため、貫通穴の表面形状に係わらず、例えば、その周囲の正常な部位に比較し、明暗パターンや輝度が略同一であっても、貫通穴を良好に検出することができる。つまり、レーザ溶接部位における貫通穴を高精度で検出することができる。
【００１４】
なお、光センサ１４２は、検査光用レーザビームを検出可能であれば、特に限定されず、例えば、フォトダイオード、光導電セル、フォトレジスタ、フォトトランジスタ、光電管、イメージセンサを適用することが可能である。また、複数の１次元光センサをマトリックス状（碁盤目状）に配置したり、２次元イメージセンサ（エリアイメージセンサ）を利用したりすることで、貫通穴の位置を高精度で検出することも可能である。
【００１５】
ロボットアーム１５０は、多軸（多関節）式であり、先端に配置されるスキャナヘッド１１０を、適宜移動させるために使用される。ロボットコントローラ１５２は、例えば、教示作業によって与えられた動作経路のデータに従い、ロボットアーム１５０の移動を制御するために使用される。
【００１６】
発振器１６０は、ＹＡＧレーザが適用され、光学系、電源、制御系、冷却ガス循環系等を内蔵しており、制御系には、例えば、電力を変更することで発振出力を調整する出力調整ユニット（出力調整手段兼パワー密度調整手段）１６２が配置されている。発振器１６０は、検査光用レーザビームの光源および溶接用レーザビームの光源を兼ねている。したがって、検査光用の独立した光源を設ける必要がなく、装置の低コスト化およびコンパクト化が容易である。なお、発振器１６０は、ＹＡＧレーザ以外の固体レーザや、炭酸ガスレーザ等の液体レーザを、適宜適用することも可能である。光ファイバーケーブル１６４は、発振器１６０とスキャナヘッド１１０とを連結し、レーザビームをスキャナヘッド１１０に導入するための導光部材である。
【００１７】
なお、発振器１６０によって生成されるレーザビームは、光ファイバーケーブル１６４を経由してスキャナヘッド１１０に導入されるため、発振器１６０の出力調整ユニット１６２によって、スキャナヘッド１１０から照射されるレーザビームのパワー密度を調整することが可能である。つまり、出力調整ユニット１６２を利用し、発振器１６０の発振出力を低下させることによって、レーザビームのパワー密度を、容易に低減させることが可能である。
【００１８】
したがって、レーザ溶接の完了後において、検査光用レーザビームを照射する際、そのパワー密度を、溶接用レーザビームのパワー密度に比較して低減させる場合、パワー密度が小さいため、光センサ１４２の劣化を抑制しかつワーク１０に対する検査光用レーザビームによる影響を確実に排除することができる。
【００１９】
制御装置１７０は、例えば、中央演算処理装置や記憶装置などを有するコンピュータからなり、スキャナヘッド１１０、判定装置１４６、ロボットコントローラ１５２および発振器１６０を、全体として制御するために使用される。
【００２０】
次に、スキャナヘッド１１０を詳述する。図２は、図１に示されるスキャナヘッドを説明するための断面図、図３は、図１に示されるレーザビームの照射範囲を説明するための斜視図である。
【００２１】
スキャナヘッド１１０は、レーザ入力部１１２、レンズ／ミラー群１２２および駆動制御系１３２を有する。
【００２２】
レーザ入力部１１２は、保持部１１４、位置調整機構１１６および制御ユニット１１８を有する。保持部１１４は、発振器１６０から延長する光ファイバーケーブル１６４を保持するために使用される。位置調整機構１１６は、光ファイバーケーブル１６４の端部１６５の位置を変更するために使用される。制御ユニット１１８は、位置調整機構１１６を制御して、光ファイバーケーブル１６４の端部１６５の位置を変更すことで、焦点距離を調整ために使用される。制御ユニット１１８は、例えば、ロボットアーム１５０の設置位置やワーク１０が変更されることにより、スキャナヘッド１１０とワーク１０のレーザ溶接部位との距離が大きく変化した場合に作動される。
【００２３】
レンズ／ミラー群１２２は、コリメートレンズ１２３、固定ミラー１２４、可動レンズ１２５、第１レンズ１２６、第２レンズ１２７および可動ミラー（ミラー部材）１２８を有する。レーザ入力部１１２に保持される光ファイバーケーブル１６４の端部１６５から導入されるレーザビームは、コリメートレンズ１２３を通過し、固定ミラー１２４によって反射され、可動レンズ１２５、第１レンズ１２６および第２レンズ１２７を通過し、可動ミラー１２８によって反射され、スキャナヘッド１１０からレーザ溶接部位に向かって照射される。
【００２４】
駆動制御系１３２は、第１アクチュエータ１３４、第２アクチュエータ（ミラー駆動手段）１３６および制御部（移動速度制御手段兼パワー密度調整手段）１３８を有する。第１アクチュエータ１３４は、可動レンズ１２５の位置を変更することにより、Ｚ方向の集光距離を調整するために使用される。つまり、スキャナヘッド１１０は、レーザ溶接部位に向かって照射される溶接用レーザビームおよび検査光用レーザビームの焦点を調整するための光学系を有する。
【００２５】
第２アクチュエータ１３６は、可動ミラー１２８を回動させ（回転駆動し）、可動ミラー１２８を反射したレーザビームのレーザ溶接部位における照射スポットを、ＸＹ方向に移動させるために使用される。制御部１３８は、第２アクチュエータ１３６を制御するために使用され、可動ミラー１２８の回転速度を調整し、照射スポットの移動速度を変更することが可能である。
【００２６】
スキャナヘッド１１０は、上記のように、発振器１６０からのレーザビームをレーザ溶接部位に向かって照射するための可動ミラー１２８、可動ミラー１２８を回転駆動することで、レーザ溶接部位における照射スポットを移動させるための第２アクチュエータ１３６、および、照射スポットの移動速度を調整するための制御部１３８を有している。
【００２７】
したがって、レーザビームを検査光として使用する際、レーザ溶接部位における検査光用レーザビームの照射スポットの移動速度を増加させることによって、検査光用レーザビームのパワー密度を容易に低減させることが可能である。つまり、制御部１３８は、レーザ溶接部位における検査光用レーザビームのパワー密度を調整することが可能である。
【００２８】
また、スキャナヘッド１１０は、レーザ溶接部位に向かって照射されるレーザビームの焦点を調整するための光学系を有する。したがって、検査光用レーザビームの焦点をレーザ溶接部位から離間させることによって、検査光用レーザビームのパワー密度を容易に低減させることが可能である。つまり、前記光学系を利用することによっても、レーザ溶接部位における検査光のパワー密度を調整することが可能である。
【００２９】
さらに、前記光学系は、照射スポットがレーザ溶接部位の全体を覆うように、検査光用レーザビームの焦点を調整することが可能である。この場合、検査光用レーザビームを移動させることなく、レーザ溶接部位全体の検査が一括して可能であるため、検査時間を短縮化することができる。
【００３０】
なお、スキャナヘッド１１０は、Ｚ方向の集光距離を調整するために使用される第１アクチュエータ１３４および照射スポットをＸＹ方向に移動させるために使用される第２アクチュエータ１３６を有するため、レーザビームの照射範囲は、３次元的範囲（図３参照）となる。また、スキャナヘッド１１０は、ロボットアーム１５０の先端に配置されるため、ロボットアーム１５０の動作も加わり、レーザビームをさまざまな方向へ照射することが可能である。
【００３１】
次に、本実施の形態に係るレーザ溶接品質検査方法を説明する。
【００３２】
図４、図５および図６は、Ｃ字状の溶接ビード、Ｓ字状の溶接ビードおよびリニア状の溶接ビードを説明するための概念図、図７は、検査光の検出を説明するための斜視図である。なお、溶接ビードは、レーザ溶接部位においてレーザビームによって溶けた溶接部材の一部が凝固して形成される溶接痕である。
【００３３】
まず、制御装置１７０は、ロボットコントローラ１５２、スキャナヘッド１１０および発振器１６０を制御し、ワーク１０に対する溶接動作を実行する。ロボットコントローラ１５２は、記憶している教示データに従って、ロボットアーム１５０の各軸を動作させて、スキャナヘッド１１０を所定の経路に沿って、移動させる。
【００３４】
スキャナヘッド１１０の駆動制御系１３２は、レンズ／ミラー群１２２を制御し、ワーク１０のレーザ溶接部位に焦点が合った溶接用レーザビームを照射する。レーザ溶接部位における照射スポットの動きは、ロボットアーム１５０により駆動されるスキャナヘッド１１０自体の動きと、スキャナヘッド１１０の可動ミラー１２８の回動に基づく溶接用レーザビームの動きとを合成した動きとなる。
【００３５】
溶接用レーザビームの照射パターンは、特に限定されず、例えば、図４に示されるＣ字状の溶接ビード１２、図５に示されるＳ字状の溶接ビード１２、図６に示されるリニア状の溶接ビード１２を形成するように、設定することが可能である。
【００３６】
ワーク１０に対するレーザ溶接が完了すると、ワーク１０のレーザ溶接部位におけるレーザ照射面側に、スキャナヘッド１１０から検査光用レーザビームＬが照射される。
【００３７】
検査光用レーザビームＬは、溶接用レーザビームの照射経路と一致するように、移動させられる。例えば、図４に示されるＣ字状の溶接ビード１２が形成されている場合には、図７に示されるように、検査光用レーザビームＬはＣ字状に移動させられる。この場合、検査光用レーザビームＬの移動を制御するための独立した制御手段（例えば、専用プログラム）が不要であるため、装置の低コスト化が容易である。また、貫通穴１４の位置検出も容易である。
【００３８】
また、検査光用レーザビームＬは、発振器１６０の発振出力を低下（例えば、８０〜９０％）させることによって、パワー密度が低減されている。つまり、レーザ溶接部位における検査光用レーザビームＬのパワー密度は、溶接用レーザビームのパワー密度に比較して低減しており、パワー密度が小さいため、光センサ１４２の劣化を抑制しかつワーク１０に対する検査光用レーザビームＬによる影響を確実に排除される。
【００３９】
なお、検査光用レーザビームＬの照射の際に、スキャナヘッド１１０の第２アクチュエータ１３６を制御し、可動ミラー１２８の回転速度を増加させることで、検査光用レーザビームＬのパワー密度を低減させることも可能である。つまり、検査光用レーザビームＬのパワー密度の低減は、レーザ溶接部位における検査光用レーザビームＬの照射スポットの移動速度を増加させることによっても、実行することが可能である。
【００４０】
次に、スキャナヘッド１１０から照射された検査光用レーザビームＬが、ワーク１０を介してスキャナヘッド１１０の逆側に配置される光センサ１４２によって検出された場合、判定装置１４６によってレーザ溶接部位に貫通穴１４が存在していると判定する。
【００４１】
つまり、貫通穴１４を通過した検査光用レーザビームＬを検出することで貫通穴１４の有無を判定しているため、貫通穴１４の表面形状に係わらず、例えば、その周囲の正常な部位に比較し、明暗パターンや輝度が略同一であっても、貫通穴１４を良好に検出することができる。なお、検出された貫通穴１４は、必要に応じ、例えば、半田を使用し、補修することも可能である。
【００４２】
図８および図９は、本発明の実施の形態に係る変形例１におけるインフォーカスおよびディフォーカスを説明するための斜視図、図１０および図１１は、本発明の実施の形態に係る変形例２におけるインフォーカスおよびディフォーカスを説明するための斜視図である。
【００４３】
検査光用レーザビームＬのパワー密度を、溶接用レーザビームのパワー密度に比較して低減させる方法は、発振器１６０の発振出力を低下させる形態や、可動ミラー１２８の回転速度を増加させる形態に限定されない。
【００４４】
例えば、スキャナヘッド１１０の第１アクチュエータ１３４を制御し、可動レンズ１２５（図２参照）の位置を変更することにより、Ｚ方向の集光距離を調整し、検査光用レーザビームＬの焦点をレーザ溶接部位から離間させることによって、実行することが可能である。この場合、検査光用レーザビームＬの焦点を、レーザ溶接部位の上方に合わせるインフォーカス（図８参照）あるいはレーザ溶接部位の下方に合わせるディフォーカス（図９参照）することで、照射スポットＳが拡大するため、パワー密度が容易に低減される。
【００４５】
また、図１０および図１１に示されるように、照射スポットＳがレーザ溶接部位の全体を覆うように、検査光用レーザビームＬの焦点を調整し、パワー密度を低減することも可能である。この場合、検査光用レーザビームＬを移動させることなく、レーザ溶接部位全体の検査が一括して可能であるため、検査時間を短縮化することができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係るレーザ溶接品質検査方法およびレーザ溶接品質検査装置においては、貫通穴を通過した検査光を検出することで貫通穴の有無を判定しているため、貫通穴の表面形状に係わらず、例えば、その周囲の正常な部位に比較し、明暗パターンや輝度が略同一であっても、貫通穴を良好に検出することができる。つまり、レーザ溶接部位における貫通穴を高精度で検出し得るレーザ溶接品質検査方法およびレーザ溶接品質検査装置を提供することができる。
【００４７】
検査光は、スキャナヘッドから照射されるレーザビームからなり、検査光用レーザビームを照射する際、レーザ溶接部位におけるパワー密度を、溶接用レーザビームのパワー密度に比較して減少させている。そのため、独立した検査光照射装置を設ける必要がないため、装置の低コスト化およびコンパクト化が容易であり、また、パワー密度が小さいため、光センサの劣化を抑制しかつワークに対する検査光用レーザビームによる影響を確実に排除することができる。
【００４８】
検査光用レーザビームの発振器は、溶接用レーザビームの発振器を兼ねているため、検査光用の独立した発振器を設ける必要がないため、装置の低コスト化およびコンパクト化が容易である。
【００４９】
検査光用レーザビームを、溶接用レーザビームの照射経路と一致するように、移動させる場合、検査光用レーザビームの移動を制御するための独立した制御手段（例えば、専用プログラム）が不要であるため、装置の低コスト化が容易である。
【００５０】
検査光用レーザビームのパワー密度は、発振器の発振出力を低下させたり、レーザ溶接部位における照射スポットの移動速度を増加させたり、検査光用レーザビームの焦点をレーザ溶接部位から離間（検査光の焦点はずれ（インフォーカスあるいはディフォーカス））させたりすることにより、容易に低減させることができる。
【００５１】
照射スポットがレーザ溶接部位の全体を覆うように、検査光用レーザビームの焦点を調整する場合、検査光用レーザビームを移動させることなく、レーザ溶接部位全体の検査が一括して可能であるため、検査時間を短縮化することができる。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００５３】
例えば、レーザ溶接品質検査装置は、レーザ溶接装置と一体化されて溶接システムを構成する形態に限定されず、例えば、独立した装置とすることも可能である。この場合、ワークの溶接と貫通穴の検出とが並列に実施できるため、溶接の生産性を向上させることが可能である。また、レーザ照射面の逆側から検査光用レーザビームを照射することも容易である。
【００５４】
検査光用レーザビームのパワー密度の低減は、発振器の発振出力の低下、可動ミラーの回転速度の増加および検査光の焦点はずれを適宜組み合わせて、実施することも可能である。また、検査光用レーザビームの移動経路を、溶接用レーザビームの照射経路と異ならせたり、レーザ照射面の逆側に、検査光用レーザビームを照射したりすることも可能である。さらに、固定ミラーや可動ミラーを、プリズムによって代用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ溶接品質検査装置を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示されるスキャナヘッドを説明するための断面図である。
【図３】図１に示されるレーザビームの照射範囲を説明するための斜視図である。
【図４】Ｃ字状の溶接ビードを説明するための概念図である。
【図５】Ｓ字状の溶接ビードを説明するための概念図である。
【図６】リニア状の溶接ビードを説明するための概念図である。
【図７】検査光の検出を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る変形例１におけるインフォーカスを説明するための斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る変形例１におけるディフォーカスを説明するための斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る変形例２におけるインフォーカスを説明するための斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る変形例２におけるディフォーカスを説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ワーク（被溶接部材）、
１２  溶接ビード、
１４  貫通穴
１００  溶接システム（レーザ溶接装置兼レーザ溶接品質検査装置）、
１１０  スキャナヘッド（レーザ照射手段兼検査光照射手段）、
１１２  レーザ入力部、
１１４  保持部、
１１６  位置調整機構、
１１８  制御ユニット、
１２２  レンズ／ミラー群（パワー密度調整手段）、
１２３  コリメートレンズ、
１２４  固定ミラー、
１２５  可動レンズ、
１２６  第１レンズ、
１２７  第２レンズ、
１２８  可動ミラー（ミラー部材）、
１３２  駆動制御系（パワー密度調整手段）、
１３４  第１アクチュエータ、
１３６  第２アクチュエータ（ミラー駆動手段）、
１３８  制御部（移動速度制御手段兼パワー密度調整手段）、
１４０  貫通穴検出装置、
１４２  光センサ（光感知手段）、
１４４  アンプ、
１４６  判定装置（判定手段）、
１５０  ロボットアーム、
１５２  ロボットコントローラ、
１６０  発振器（光源）、
１６２  出力調整ユニット（出力調整手段兼パワー密度調整手段）、
１６４  光ファイバーケーブル、
１６５  端部、
１７０  制御装置
Ｌ  検査光用レーザビーム、
Ｓ  照射スポット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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