(57)【要約】【課題】仮止め溶接をしても、肉盛り部分の切削加工を行わずに本溶接後の良好な外観が得られる溶接装置を提供する。【解決手段】レーザ溶接ヘッド(1)と、レーザ溶接ヘッド(1)で溶接接合する被接合部材(W1,W2)の溶接継手を撮像可能な撮像装置(13)と、レーザ溶接ヘッド(1)及び撮像装置(13)の動作を制御する制御装置(5)と、を備える。制御装置(5)は、レーザ溶接ヘッド(1)から第１のパワー密度となるレーザ光(Ls)を出射して溶接継手を本溶接する本溶接動作と、本溶接動作の実行前に、撮像装置(13)で撮像した画像に基づいて溶接継手が所定の大きさより大きい仮止め溶接部(M)を有するか否かを判定し、有すると判定した場合に、仮止め溶接部(M)に対し第１のパワー密度よりも小さい第２パワー密度となるレーザ光(Ls1)を照射する前処理動作と、を実行するよう制御する。【選択図】図１
2019141866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ溶接ヘッドと、
前記レーザ溶接ヘッドで溶接接合される被接合部材の溶接継手を撮像する撮像装置と、
前記レーザ溶接ヘッド及び前記撮像装置の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記レーザ溶接ヘッドから第１のパワー密度となるレーザ光を出射して前記溶接継手を本溶接する本溶接動作の実行前に、前記撮像装置で撮像した画像に基づいて前記溶接継手が所定の大きさより大きい仮止め溶接部を有するか否かを判定し、
有すると判定した場合に、前記本溶接動作の前に、前記仮止め溶接部に対し前記第１のパワー密度よりも小さい第２のパワー密度となる前処理レーザ光を照射するよう制御するレーザ溶接装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記画像に基づいて前記仮止め溶接部の有無を検出する画像解析部と、
前記画像解析部によって検出された前記仮止め溶接部の大きさを示す指標を計測し、計測した前記指標が所定の閾値より大きいか否かを判定する評価部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のレーザ溶接装置。
【請求項３】
前記評価部は、前記指標を、前記仮止め溶接部の幅，高さ，及び長さのうちの少なくとも一つとして計測することを特徴とする請求項２記載のレーザ溶接装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
計測した前記指標の大きさに応じて、前記第２のパワー密度を決定する動作決定部を有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のレーザ溶接装置。
【請求項５】
レーザ溶接ヘッドと、前記レーザ溶接ヘッドで溶接する被接合部材の溶接継手を撮像する撮像装置と、を備えたレーザ溶接装置で行うレーザ溶接方法であって、
前記レーザ溶接ヘッドから第１のパワー密度となるレーザ光を出射して前記溶接継手を溶接する本溶接動作の前に、前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、溶接する前記溶接継手に所定の大きさよりも大きい仮止め溶接部があるか否かを判定し、
あると判定した場合、前記本溶接動作を実行する前に、前記仮止め溶接部に対し、前記第１のパワー密度となるレーザ光よりも小さい第２のパワー密度となる前処理レーザ光を照射することを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項６】
前記仮止め溶接部の大きさを示す指標として、前記仮止め溶接部の幅，高さ，及び長さのうちの少なくとも一つを前記画像に基づいて求め、求めた前記指標が予め設定した閾値より大きいか否かを判定することを特徴とする請求項５記載のレーザ溶接方法。
【請求項７】
計測した前記指標の大きさに応じて、前記第２のパワー密度を決定することを特徴とする請求項６記載のレーザ溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
一対の被接合部材を突き合わせてレーザ光で溶接接合するレーザ溶接方法において、レーザ光の照射に伴う昇温で被接合部材が大きく歪み、溶接精度低下や外観不良などの不具合が生じる場合がある。
この不具合の発生を抑えるため、突き合わせ部分をスポット的に溶接する仮止め溶接してからレーザ光による本溶接を行う方法が知られており、特許文献１に記載されている。仮止め溶接は、一般にＴＩＧ溶接により行われる。
【０００３】
一方、レーザ光を照射して溶接を行う溶接装置において、レーザ溶接用ヘッドに溶接継手部分を撮像する撮像装置を備えたものが知られており、特許文献２に記載されている。
また、レーザ溶接用ヘッドとして、ＴＩＧ溶接におけるフィラーワイヤの供給手段を一体的に備えているものも知られており、特許文献２及び特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１５７９０号公報
【特許文献２】特開平１１−２１６５８４号公報
【特許文献３】特開２０１６−０５９９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、仮止め溶接は、本溶接の前工程においてＴＩＧ溶接で行われる。ＴＩＧ溶接では、フィラーワイヤの供給により形成した仮止め溶接部としての肉盛りが大きくなり易い。肉盛りが大きいと、本溶接後にも盛り上がりが残って外観不良となる場合がある。
そのため、従来、本溶接を行う前に、肉盛りが大きい部分を切削除去しておく二次加工が必要となっているため、工数を低減できる改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、仮止め溶接をしても、肉盛り部分の切削加工を行わずに本溶接後の良好な外観が得られる溶接装置及び溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成、手順を有する。
１）  レーザ溶接ヘッドと、
前記レーザ溶接ヘッドで溶接接合される被接合部材の溶接継手を撮像する撮像装置と、
前記レーザ溶接ヘッド及び前記撮像装置の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記レーザ溶接ヘッドから第１のパワー密度となるレーザ光を出射して前記溶接継手を本溶接する本溶接動作の実行前に、前記撮像装置で撮像した画像に基づいて前記溶接継手が所定の大きさより大きい仮止め溶接部を有するか否かを判定し、有すると判定した場合に、前記仮止め溶接部に対し前記第１のパワー密度よりも小さい第２のパワー密度よりも小さい第２のパワー密度となる前処理レーザ光を照射するよう制御するレーザ溶接装置である。
２）  前記制御装置は、
前記画像に基づいて前記仮止め溶接部の有無を検出する画像解析部と、
前記画像解析部によって検出された前記仮止め溶接部の大きさを示す指標を計測し、計測した前記指標が所定の閾値より大きいか否かを判定する評価部と、
を有することを特徴とする１）に記載のレーザ溶接装置である。
３）  前記評価部は、前記指標を、前記仮止め溶接部の幅，高さ，及び長さのうちの少なくとも一つとして計測することを特徴とする２）に記載のレーザ溶接装置である。
４）  前記制御装置は、
計測した前記指標の大きさに応じて、前記第２のパワー密度を決定する動作決定部を有することを特徴とする２）又は３）に記載のレーザ溶接装置である。
５）  レーザ溶接ヘッドと、前記レーザ溶接ヘッドで溶接する被接合部材の溶接継手を撮像する撮像装置と、を備えたレーザ溶接装置で行うレーザ溶接方法であって、
前記レーザ溶接ヘッドから第１のパワー密度となるレーザ光を出射して前記溶接継手を溶接する本溶接動作の前に、前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、溶接する前記溶接継手に所定の大きさよりも大きい仮止め溶接部があるか否かを判定し、
あると判定した場合、前記本溶接動作を実行する前に、前記仮止め溶接部に対し、前記第１のパワー密度となるレーザ光よりも小さい第２のパワー密度となる前処理レーザ光を照射することを特徴とするレーザ溶接方法である。
６）  前記仮止め溶接部の大きさを示す指標として、前記仮止め溶接部の幅，高さ，及び長さのうちの少なくとも一つを前記画像に基づいて求め、求めた前記指標が予め設定した閾値より大きいか否かを判定することを特徴とする５）に記載のレーザ溶接方法である。
７）  計測した前記指標の大きさに応じて、前記第２のパワー密度を決定することを特徴とする６）に記載のレーザ溶接方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、仮止め溶接をしても、肉盛り部分の切削加工を行わずに本溶接後の良好な外観が得られる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ溶接装置の実施例である溶接装置７１の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、仮止め溶接部Ｍの種々の態様を説明するための斜視図である。
【図３】図３は、図２の側面図である。
【図４】図４は、図２の平面図である。
【図５】図５は、仮止め溶接部の態様を示す断面図である。
【図６】図６は、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射後の仮止め溶接部の態様を示す断面図である。
【図７】図７は、溶接装置７１で溶接した接合部の状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、溶接装置７１による溶接方法を示すフロー図である。
【図９】図９は、従来の溶接装置７１による溶接後の状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態に係るレーザ溶接装置を、その実施例である溶接装置７１により説明する。
【００１１】
（実施例）
＜レーザ溶接装置＞
図１に示されるように、レーザ溶接装置である溶接装置７１は、レーザ溶接ヘッド１と、レーザ溶接ヘッド１の移動及び姿勢転換を行う移動装置２と、レーザ溶接ヘッド１にレーザ光を供給するレーザ発振器３と、レーザ溶接で接合する被接合部材としての部材Ｗ１及び部材Ｗ２を支持する被接合部材支持部４と、溶接装置７１の動作を制御する制御装置５と、を含んで構成されている。
溶接装置７１は、例えばファイバレーザを用いた溶接装置である。
【００１２】
レーザ溶接ヘッド１は、レーザ発振器３から供給されたレーザ光を、先端に取り付けられたノズル１２から外部に出射する。具体的には、本溶接動作ではレーザ光Ｌｓを出射し、前処理動作では前処理レーザ光Ｌｓ１を出射する。前処理動作及び前処理レーザ光Ｌｓ１の詳細は後述する。
レーザ溶接ヘッド１は、内部に撮像装置１３を備えている。
撮像装置１３は、例えば固体撮像素子（不図示）と、ズーム及び焦点調節可能な光学系（不図示）と、を有して、被接合部材におけるレーザ光Ｌｓの照射先となる溶接継手の画像を撮像可能となっている。
撮像装置１３は、撮像した画像のデータを、制御装置５に向け送出する。
【００１３】
移動装置２は、レーザ溶接ヘッド１の被接合部材支持部４に支持された部材Ｗ１及び部材Ｗ２に対する相対位置の変更及び相対姿勢の転換を行う。移動装置２は、レーザ溶接ヘッド１の相対位置及び相対姿勢の転換を、多自由度アームや３軸駆動系などを用いて可能とされている。移動装置２の動作は、制御装置５により制御される。
【００１４】
レーザ発振器３は、例えばファイバレーザ発振器であり、少なくとも出力，周波数，及びデューティの値を調整可能である。各値の調整とレーザ光の発振動作は、制御装置５により制御される。
【００１５】
被接合部材支持部４は、テーブル又は多自由度アームなどであり、図１にはテーブルの例が示されている。
被接合部材支持部４は、例えば多自由度アームである場合、部材Ｗ１及び部材Ｗ２を保持し、レーザ溶接ヘッド１から照射されたレーザ光Ｌｓの照射位置及び照射角度を相対的に変更可能とされ、その動作は制御装置５により制御される。
【００１６】
制御装置５は、ＣＰＵ（中央処理装置）５１，画像解析部５４，評価部５３，動作決定部５２，及び記憶部５５を有する。
記憶部５５には、外部から供給された溶接情報及び撮像装置１３から出力された画像データを含む画像情報などが記憶される。
溶接情報は、溶接接合する被溶接部材の材質、大きさ及び厚さ、溶接経路、照射するレーザ光Ｌｓの仕様などを含む。
画像情報は、撮像装置１３が撮像した画像の画像データと、その画像データに紐付けされた付帯情報と、を含む。付帯情報は、その画像が撮像されたときのレーザ溶接ヘッド１の３次元位置及び姿勢、並びに、被接合部材（部材Ｗ１，Ｗ２）における、撮像画像の位置及び領域などを含む。
【００１７】
画像解析部５４は、撮像装置１３で撮像された、部材Ｗ１及び部材Ｗ２の突き合わせ部位近傍の表面に合焦させた画像（以下、表面合焦画像）を解析する。具体的には、部材Ｗ１と部材Ｗ２との間の隙間である突き合わせギャップＧ（図２参照）の存在を確認し、確認した突き合わせギャップＧを塞ぐようにスポット的に形成された仮止め溶接部Ｍ（図２参照）の有無を判定する。仮止め溶接部Ｍは、前工程において、例えばフィラーワイヤを用いたＴＩＧ溶接により、本溶接の溶接経路上においてスポット的に１箇所又は複数箇所に形成される。
フィラーワイヤの供給手段は、例えばレーザ溶接ヘッド１に一体的に備えられていてもよい。
【００１８】
ＣＰＵ５１は、画像解析部５４が、仮止め溶接部Ｍ有りと判定したら、撮像装置１３の焦点位置を部材Ｗ１，Ｗ２から撮像装置１３に近くなる方向に段階的に移動し、それぞれの焦点位置において仮止め溶接部Ｍを含む画像を撮像させて各画像情報を記憶部５５に取り込む。以下、焦点位置を被接合部材Ｗ１，Ｗ２の表面からずらした非表面合焦画像と称する。
【００１９】
評価部５３は、仮止め溶接部Ｍの表面合焦画像から仮止め溶接部Ｍの幅Ｄ及び長さＬを求め、表面合焦画像及び非表面合焦画像に基づいて仮止め溶接部Ｍの高さＨを求める。
高さＨは、部材Ｗ１，Ｗ２の表面Ｗ１ａ，Ｗ２ａに合焦した合焦画像を得た焦点位置と、仮止め溶接部Ｍの最高位置に合焦している非表面合焦画像を得た焦点位置と、の高さ差分として求める。
【００２０】
ここで、仮止め溶接部Ｍにおける幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬを、図２〜図４を参照して説明する。
図２〜図４は、仮止め溶接で形成された仮止め溶接部Ｍの種々の態様を説明する図であり、図２が斜視図、図３が側面図、図４が平面図である。
【００２１】
まず、図４における仮止め溶接部Ｍ１を例に説明すると、評価部５３は、仮止め溶接部Ｍの幅Ｄを、突き合わせギャップＧの延びる方向（図４の上下方向）に直交する方向の最大の幅Ｄ１として求める。
また、評価部５３は、仮止め溶接部Ｍの長さＬを、仮止め溶接部Ｍにおける突き合わせギャップＧの延びる方向の最大の長さＬ１として求める。
また、評価部５３は、仮止め溶接部Ｍの高さＨを、その最高部位の、部材Ｗ２（Ｗ１）の表面Ｗ２ａ（Ｗ１ａ）からの高さＨ１として求める。
そして、評価部５３は、仮止め溶接部Ｍが、求めた幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬに基づいて前処理動作（詳細後述）の対象になるか否かを判定し、評価結果とする。
【００２２】
動作決定部５２は、画像解析部５４及び評価部５３の評価結果に基づき、予め定められ記憶部５５に記憶された手順で、仮止め溶接部Ｍが無い場合及び仮止め溶接部Ｍがあるものの前処理動作の対象外である場合の動作と、前処理動作の対象となる仮止め溶接部Ｍが存在する場合に実行する前照射レーザ光照射動作の動作内容を決定する。前処理レーザ光Ｌｓ１の詳細は後述する。
【００２３】
ＣＰＵ５１は、溶接装置７１全体の溶接動作を制御する。
溶接動作には、本溶接動作、並びに、上述の仮止め溶接部Ｍの有無把握動作及び前処理対象となる仮止め溶接部Ｍに対する前処理レーザ光照射動作を含む。
以下、仮止め溶接部Ｍの有無把握動作と、前処理レーザ光照射動作と、を含めて前処理動作と称する。
本溶接動作は、溶接継手を溶接接合する溶接動作である。
【００２４】
＜前処理動作＞
次に、溶接装置７１が実行する前処理動作について詳述する。
まず前提として、仮止め溶接部Ｍの種々の態様について、図２〜図４を参照して説明する。
【００２５】
図２は、被接合部材としての部材Ｗ１及び部材Ｗ２と、部材Ｗ１と部材Ｗ２とに跨って施された種々の仮止め溶接部Ｍ１〜Ｍ５と、を示した斜視図である。
図３及び図４は、それぞれ図２に示された仮止め溶接部Ｍ１〜Ｍ５の側面図及び平面図である。
【００２６】
既述のように、仮止め溶接部Ｍの盛り上がりが大きい場合に、本溶接後にも仮止め溶接部Ｍの一部が残ってしまう可能性がある。
この本溶接後に仮止め溶接部Ｍの一部が残ってしまう現象を、以下、残存現象と称する。残存現象例は、図９に示される。
図９は、部材Ｗ１及び部材Ｗ２の突き合わせ継手に、大きい仮止め溶接部Ｍ１〜Ｍ３が形成されていた場合に、本溶接によって形成された溶接ビードＭ１１から仮止め溶接部Ｍ１〜Ｍ３が盛り上がって外観として残存した状態が示されている。
発明者らは、実験により、残存現象は、仮止め溶接部Ｍの幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬのいずれかが、予め定められた閾値よりも大きい場合に生じる可能性が高くなっていることを把握した。
幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬそれぞれの閾値を、閾値Ｄｒ，閾値Ｈｒ，及び閾値Ｌｒとする。
【００２７】
図４において、５種の仮止め溶接部Ｍ（Ｍ１〜Ｍ５）は、それぞれの幅Ｄ１〜Ｄ５及び幅Ｄの閾値Ｄｒについて、Ｄ５＜Ｄ４＜Ｄ２＜Ｄｒ＜Ｄ３＜Ｄ１となっている。
図３において、５種の仮止め溶接部Ｍ（Ｍ１〜Ｍ５）は、それぞれの高さＨ１〜Ｈ５及び高さＨの閾値Ｈｒについて、Ｈ５＜Ｈ４＜Ｈ２＜Ｈｒ＜Ｈ３＜Ｈ１となっている。
図４において、５種の仮止め溶接部Ｍ（Ｍ１〜Ｍ５）は、それぞれの長さＬ１〜Ｌ５及び長さＬの閾値Ｌｒについて、Ｌ５＜Ｌ４＜Ｌ３＜Ｌｒ＜Ｌ１＜Ｌ２となっている。
各閾値Ｄｒ，Ｌｒ，Ｈｒは、予め記憶部５５に記憶されて適宜参照される。
【００２８】
評価部５３は、画像解析部５４により存在が把握された仮止め溶接部Ｍに対し、幅Ｄ，長さＬ，及び高さＨを計測し、それらのいずれかが、それぞれの閾値Ｄｒ，閾値Ｌｒ，及び閾値Ｈｒを超えているか否かを判定し、超えている場合に前処理レーザ光照射動作の対象とする。
【００２９】
例えば、仮止め溶接部Ｍ５，Ｍ４は、幅Ｄ，長さＬ，及び高さＨのいずれも閾値Ｄｒ，Ｌｒ，Ｈｒを超えてないので、前処理レーザ光照射動作の対象外とする。
仮止め溶接部Ｍ３は、長さＬが閾値Ｌｒを超えていないものの、幅Ｄ及び高さＨのいずれもがそれぞれ閾値Ｄｒ及び閾値Ｈｒを超えているので、前処理レーザ光照射動作の対象とする。
仮止め溶接部Ｍ２は、幅Ｄ及び高さＨがそれぞれ閾値Ｄｒ及び閾値Ｈｒを超えてはいないものの、長さＬが閾値Ｌｒを超えているので、前処理レーザ光照射動作の対象とする。
仮止め溶接部Ｍ１は、幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬのすべてがそれぞれ閾値Ｄｒ，閾値Ｈｒ，及び閾値Ｌｒを超えているので、前処理レーザ光照射動作の対象とする。
【００３０】
前処理レーザ光照射動作は、動作対象とされた仮止め溶接部Ｍに対し、通常の溶接時（本溶接時）に照射するレーザ光よりも、仮止め溶接部Ｍでのパワー密度が小さいレーザ光を照射する動作である。具体的には、出力又はデューティを小さくしてパワー密度の小さいレーザ光とする。
この前処理レーザ光照射動作で照射されるレーザ光を、以下、前処理レーザ光Ｌｓ１とも称する。
また、レーザ溶接ヘッド１の移動速度を本溶接よりも速くして、溶接部分に付与する熱を小さくする処理を併用してもよい。
【００３１】
仮止め溶接部Ｍに対し前処理レーザ光Ｌｓ１を照射した場合の効果を、図５及び図６を参照して説明する。
【００３２】
図５は、仮止め溶接によって部材Ｗ１と部材Ｗ２との間の突き合わせギャップＧ１２を跨いで形成された仮止め溶接部Ｍｋにおける斜視的断面図である。
図５に示される仮止め溶接部Ｍｋに対して前処理レーザ光Ｌｓ１を照射すると、仮止め溶接部Ｍｋは昇温して溶融し、湯流れによって一部が突き合わせギャップＧ１２内に進入して図６に示される状態になる。
【００３３】
図６は、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射後の、溶融固化した仮止め溶接部Ｍｋ１を示す斜視的断面図である。
図６に示されるように、仮止め溶接部Ｍｋ１は、湯流れによって突き合わせギャップＧ１２内に進入した体積の分、部材Ｗ１，Ｗ２の表面Ｗ１ａ，Ｗ２ａに残存する部分の幅Ｄｋ１，高さＨｋ１，及び長さＬｋ１が、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射前の仮止め溶接部Ｍｋにおける幅Ｄｋ，高さＨｋ，及び長さＬｋよりもいずれも小さくなる。
従って、仮止め溶接で形成した仮止め溶接部Ｍが大きい場合も、前処理レーザ光Ｌｓ１を照射することで小さくでき、幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬのすべてを、それぞれの閾値Ｄｒ，閾値Ｈｒ，及び閾値Ｌｒよりも小さくすることで、本溶接後に仮止め溶接部Ｍｋの一部が残る残存現象が生じないようにできる。
【００３４】
動作決定部５２は、仮止め溶接部Ｍの大きさに応じて、照射する前処理レーザ光Ｌｓ１のパワー密度の大きさを選択する。詳しくは、仮止め溶接部Ｍが大きく体積が大きいほど、多くの熱量を供給して突き合わせギャップＧ１２内への湯流れを促進すべく、仮止め溶接部Ｍにおけるレーザ光Ｌｓ１のパワー密度を大きくする。
ただし、いずれの選択によっても、仮止め溶接部Ｍにおける前処理レーザ光Ｌｓ１のパワー密度は、本溶接のレーザ光Ｌｓのパワー密度より小さく設定される。
【００３５】
本溶接のレーザ光Ｌｓの仕様例及び前処理レーザ光Ｌｓ１の仕様例、並びに、レーザ溶接ヘッド１の移動速度の例は次の通りである。
本溶接時のレーザ光Ｌｓ：
出力２．４（ｋＷ）、周波数２５０（ｋＨｚ）、デューティ５０（％）、移動速度１００（ｍｍ／ｓｅｃ）
前処理レーザ光Ｌｓ１：
（ａ）仮止め溶接部Ｍの幅５ｍｍの場合
出力１．０（ｋＷ）、周波数２５０（ｋＨｚ）、デューティ５０（％）、移動速度８０（ｍｍ／ｓｅｃ）
（ｂ）仮止め溶接部Ｍの幅６ｍｍの場合
出力１．２（ｋＷ）、周波数２５０（ｋＨｚ）、デューティ５０（％）、移動速度７５（ｍｍ／ｓｅｃ）
（ｂ）仮止め溶接部Ｍの幅７ｍｍの場合
出力１．８（ｋＷ）、周波数２５０（ｋｋＨｚ）、デューティ５０（％）、移動速度５０（ｍｍ／ｓｅｃ）
【００３６】
このように、動作決定部５２は、仮止め溶接部Ｍが大きいほど、照射する前処理レーザ光Ｌｓ１のパワー密度を大きく、かつ移動速度を遅くして、仮止め溶接部Ｍに付与する熱量が大きくなるように選択設定する。
この仮止め溶接部Ｍの大きさと、その大きさに対応して照射する前処理レーザ光Ｌｓ１の仕様と、の組は、予め設定され、前処理レーザ光仕様データテーブルとして記憶部５５に格納しておく。
【００３７】
ＣＰＵ５１は、前処理レーザ光照射動作を実行する際に、移動装置２及びレーザ発振器３を、動作決定部５２で決定した仕様でレーザ溶接ヘッド１を移動させると共に前処理レーザ光Ｌｓ１をレーザ溶接ヘッド１に発振供給するよう制御する。
【００３８】
次に、前処理動作の具体的な実行手順例を、フロー図である図８を主に参照して説明する。
まず、ＣＰＵ５１は、レーザ溶接ヘッド１を、溶接経路における移動開始点に移動させる（Ｓ１）。
溶接経路及び本溶接での移動開始点は、予め記憶部５５に記憶されている。
【００３９】
ＣＰＵ５１は、レーザ溶接ヘッド１を移動させつつ、撮像装置１３によって移動経路に沿った突き合わせギャップＧとその近傍を含む領域を撮像して画像を取り込み、記憶部５５に記憶させる（Ｓ２）。
【００４０】
ＣＰＵ５１は、レーザ溶接ヘッド１が全溶接経路を移動し画像を取り込んだか否かを判定する（Ｓ３）。
溶接経路を移動したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、前処理動作を終了する。
移動していないと判定した場合（Ｎｏ）、画像解析部５４は、取り込んだ画像を解析し、仮止め溶接部Ｍの有無を判定する（Ｓ４）。
【００４１】
ＣＰＵ５１は、画像解析部５４が仮止め溶接部Ｍはなし（Ｎｏ）と判定したら、（Ｓ２）へ戻り移動及び画像取り込みを継続する。
画像解析部５４が仮止め溶接部Ｍが有り（Ｙｅｓ）と判定したら、評価部５３は、存在を把握した仮止め溶接部Ｍへの前処理レーザ光照射動作の１回目を実行する意味でｋ＝１（ｋは１以上の整数）とし、仮止め溶接部Ｍの幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬを計測して求める（Ｓ６）。
また、その仮止め溶接部Ｍを特定できる情報として、溶接経路上の位置や以降の手順で求める指標などをその画像情報に含めて記憶部５５に記憶させる。
【００４２】
次いで、評価部５３は、求めた幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬの３つの数値（以下３つの指標と称する）を、記憶部５５に記憶されているそれぞれの閾値Ｄｒ，Ｈｒ，Ｌｒと比較し、閾値よりも大きい指標の有無を判定する（Ｓ７）。
評価部５３が、３つの指標に一つも閾値よりも大きい指標がないと判定したら（Ｎｏ）、ＣＰＵ５１は、（Ｓ２）へ戻り移動及び画像取り込みを継続する。
評価部５３は、３つの指標のうちに一つでも大きい指標があると判定したら（Ｙｅｓ）、ｋが、予め設定された繰り返し回数Ｎに等しい（達した）か否かを判定する（Ｓ８）。Ｎは、２以上の整数であり、例えば５と設定される。
等しい（達した）場合（Ｙｅｓ）は、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射を実行せずに、２次加工（切削）が必要な仮止め溶接部Ｍである旨、マーキングする（Ｓ９）。このマーキングは、評価中の仮止め溶接部Ｍに紐付けして、画像情報と共に記憶部５５に記憶する動作である。
【００４３】
評価部５３が、ｋがＮに等しくない（達していない）と判定したら、ＣＰＵ５１は、対象の仮止め溶接部Ｍに対し、所定の仕様の前処理レーザ光Ｌｓ１の照射動作を実行する。
所定の仕様は、動作決定部５２により決定される。
すなわち、動作決定部５２は、評価部５３が求めた３つの指標に基づいて、記憶部５５に格納された前処理レーザ光仕様データテーブルを参照し、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射仕様を決定する。
【００４４】
ＣＰＵ５１は、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射動作を実行した後、ｋをｋ＋１にインクリメントし（Ｓ１１）、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射後の仮止め溶接部Ｍの画像を撮像して取り込み、（Ｓ６）に戻って評価部５３が再度三つの指標（幅Ｄ，高さＨ，及び長さＬ）を計測して求める。
このようにして、前処理レーザ光Ｌｓ１の最大（Ｎ−１）回の照射で、仮止め溶接部Ｍの３つの指標のすべてが閾値以下となるほどに小さくなったら、次の仮止め溶接部Ｍを探索して同様の前照射を行う。
【００４５】
一方、前処理レーザ光Ｌｓ１の（Ｎ−１）回の照射でも、３つの指標すべてが閾値以下にならない場合、次回（Ｎ回目）の前処理レーザ光Ｌｓ１の照射は行わずに２次加工の切削対象とし、次の仮止め溶接部Ｍの探索を継続する。
【００４６】
図８の手順例により、通常の仮止め溶接部Ｍは、前処理レーザ光Ｌｓ１の照射によって十分に小さくなり、図７に示されるように、前処理動作後に実行する本溶接で形成される溶接ビードＭ１１において外観として盛り上がりが残ることはない。
また、予期せぬ理由で仮止め溶接部Ｍが過度に大きく形成された場合も、その仮止め溶接部Ｍを、２次加工対象として特定できるようになっている。そのため、本溶接後に不良が生じることはない。
【００４７】
以上詳述した実施例の溶接装置７１によれば、被接合部材である部材Ｗ１，Ｗ２の突き合わせ部分に仮止め溶接を行って仮止め溶接部Ｍを形成した場合において、評価部５３が仮止め溶接部Ｍの複数の指標を求め、その指標に基づいて、各仮止め溶接部Ｍが前処理を必要とする対象であるか否かを判定する。そして、対象とする判定の場合に、仮止め溶接部Ｍが突き合わせギャップＧ内に湯流れにより進入させる程度となるパワー密度のレーザ光を、前処理レーザ光Ｌｓ１として照射する。
前処理レーザ光Ｌｓ１のパワー密度の大小を決める仕様は、動作決定部５２が各指標に基づいて決定する。
【００４８】
前処理レーザ光Ｌｓ１を照射された仮止め溶接部Ｍは、突き合わせギャップＧ内に少なくとも一部が進入することで外観上のサイズが縮小し、本溶接で残存現象が生じることはない。
従って、溶接装置７１及び溶接装置７１が実行する溶接方法によれば、仮止め溶接をしても、肉盛り部分の切削加工を行わずに本溶接後の良好な外観が得られる。
【００４９】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、変形例としてもよい。
【００５０】
実施例の溶接方法は、溶接継手として、部材Ｗ１，Ｗ２の端面同士の接合である突き合わせ継手を説明したが、これに限定されるものではなく、一般の溶接継手である、例えばＴ継手、重ね継手、角継手などにも適用できる。
制御装置５は、溶接装置７１が備える態様に限定されず、溶接装置７１と無線又は有線で通信可能な外部装置として設けてもよい。
撮像装置１３は、レーザ溶接ヘッド１に内蔵されているものに限定されない。
溶接部位である突き合わせギャップＧ及び仮止め溶接部Ｍを撮像可能であれば、撮像装置１３の構造及び配置位置は自由である。
実施例では、指標として、幅Ｄ，高さ，及び長さＬの３つの項目を含むことを説明したが、実際は、指標としてこれらうちの一つを用いれば、少なからず、仮止め溶接をしても肉盛り部分の切削加工を行わずに本溶接後の良好な外観を得ることができる。
制御装置５の構成は上述のものに限定されない。画像解析部５４，評価部５３，動作決定部５２，及び記憶部５５は、例えば少なくとも一つがＣＰＵ５１内に含まれていてもよく、ソフトウエアの実行で機能が発揮されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  レーザ溶接ヘッド
１２  ノズル、    １３  撮像装置
２  移動装置
３  レーザ発振器
４  被接合部材支持部
５  制御装置
５１  ＣＰＵ（中央処理装置）
５２  動作決定部、    ５３  評価部、    ５４  画像解析部
５５  記憶部
７１  溶接装置
Ｄ，Ｄ１〜Ｄ５，Ｄｋ，Ｄｋ１  幅、    Ｄｒ  閾値
Ｇ，Ｇ１２  突き合わせギャップ
Ｈ，Ｈ１〜Ｈ５，Ｈｋ，Ｈｋ１  高さ、    Ｈｒ  閾値
Ｌ，Ｌ１，Ｌｋ,Ｌｋ１  長さ、    Ｌｒ  閾値
Ｌｓ  レーザ光、    Ｌｓ１  前処理レーザ光
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ５，Ｍｋ  仮止め溶接部
Ｗ１，Ｗ２  部材（被接合部材）、    Ｗ１ａ，Ｗ２ａ  表面
【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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