(57)【要約】【課題】ハンディトーチを用いたレーザ溶接の支援方法及びハンディトーチを案内するハンディトーチ案内支援装置を提供する。【解決手段】ハンディトーチを用いたレーザ溶接の支援方法であって、ワークＷのレーザ溶接線３に沿ってハンディトーチ５を移動しつつレーザ溶接を行うとき、ワークＷに対するハンディトーチ５の移動速度を移動速度検出手段によって検出し、この検出した移動速度を、報知手段１１によって作業者に報知する。前記報知手段１１は、作業者の聴覚に認識させる音発生手段、又は作業者の視覚に認識させる速度表示手段である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンディトーチを用いたレーザ溶接の支援方法であって、ワークのレーザ溶接線に沿ってハンディトーチを移動しつつレーザ溶接を行うとき、ワークに対するハンディトーチの移動速度を移動速度検出手段によって検出し、この検出した移動速度を、報知手段によって作業者に報知することを特徴とするレーザ溶接の支援方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ溶接の支援方法において、前記報知手段は、作業者の聴覚に認識させる音発生手段、又は作業者の視覚に認識させる速度表示手段であることを特徴とするレーザ溶接の支援方法。
【請求項３】
ワークのレーザ溶接線に沿ってレーザ溶接を行うためのハンディトーチの案内を支援するハンディトーチ案内支援装置であって、前記ハンディトーチを案内する案内面に沿って複数のセンサを一定間隔に備え、単位時間当たりに前記ハンディトーチを検知したセンサの数に対応して前記ハンディトーチの移動速度を演算する速度演算手段を備え、この速度演算手段によって演算したハンディトーチの移動速度を作業者に報知するための報知手段を備えていることを特徴とするハンディトーチ案内支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載のハンディトーチ案内支援装置において、前記報知手段は、各センサが前記ハンディトーチを検知する毎に検知音を発生する検知音発生手段であることを特徴とするハンディトーチ案内支援装置。
【請求項５】
請求項３に記載のハンディトーチ案内支援装置において、前記報知手段は、ハンディトーチの移動速度を、作業者の視覚に認識させる速度表示手段であることを特徴とするハンディトーチ案内支援装置。
【請求項６】
請求項３，４又は５に記載のハンディトーチ案内支援装置において、ハンディトーチを案内する案内面は、ハンディトーチの先端外面を案内する第１の案内面と、ハンディトーチの先端部をワークから一定の距離に離隔して案内する第２の案内面とを備えていることを特徴とするハンディトーチ案内支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接用のハンディトーチを用いてレーザ溶接を行う場合のレーザ溶接支援方法及びハンディトーチ案内支援装置に関する。さらに詳細には、溶接線に沿ってのハンディトーチの移動速度をほぼ一定に保持するために、ハンディトーチの移動速度を作業者に報知するレーザ溶接の支援方法及びハンディトーチの移動速度を作業者に報知する報知手段を備えたハンディトーチ案内支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動用のハンディトーチを用いてワークのレーザ溶接を行うことが行われている。この場合、レーザ溶接の溶接線に沿ってハンディトーチを正確に移動することが難しいので、溶接線に沿ってハンディトーチを移動するための案内手段が採用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７９３９１号公報
【特許文献２】特開２００８−８７０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１には、ワークの溶接線に沿って、溶接用のハンディトーチを案内するための直線定規をワーク表面に備え、この直線定規に沿ってハンディトーチを案内する構成が記載されている（例えば、特許文献１の図７参照）。この構成においては、直線定規によってハンディトーチの先端部を案内するにすぎないものである。従って、ワークに対するハンディトーチの移動速度をほぼ一定に保持しての移動が難しい、という問題がある。
【０００５】
前記特許文献２には、ワークの溶接線に平行に備えたガイドレールにレーザヘッドを移動自在に備えた構成が記載されている。そして、前記レーザヘッドと前記ガイドレールとを接続した接続部に、レーザヘッドの移動速度を検出するための、ロータリエンコーダなどの速度検出手段を備えた構成が記載されている。そして、作業者がレーザヘッドを移動させた場合に、その移動速度に応じてレーザ光の出力を制御することが記載されている。
【０００６】
したがって、特許文献１に記載の発明に特許文献２に記載の発明を適用することにより、直線定規に沿ってのハンディトーチの移動速度を検出し、この検出した移動速度に応じてレーザ出力を制御することは可能である。
【０００７】
しかし、上述の場合、作業者がハンディトーチを移動したときの移動速度が変化した場合であっても、速度変化を知得することはできないものである。したがって、作業者がハンディトーチをほぼ一定速度でもって移動してレーザ溶接を行おうとする場合、ハンディトーチの移動速度を把握することが難しく、品質良好なレーザ溶接を行うことは難しいものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、ハンディトーチを用いたレーザ溶接の支援方法であって、ワークのレーザ溶接線に沿ってハンディトーチを移動しつつレーザ溶接を行うとき、ワークに対するハンディトーチの移動速度を移動速度検出手段によって検出し、この検出した移動速度を、報知手段によって作業者に報知することを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記レーザ溶接の支援方法において、前記報知手段は、作業者の聴覚に認識させる音発生手段、又は作業者の視覚に認識させる速度表示手段である。
【００１０】
また、ワークのレーザ溶接線に沿ってレーザ溶接を行うためのハンディトーチの案内を支援するハンディトーチ案内支援装置であって、前記ハンディトーチを案内する案内面に沿って複数のセンサを一定間隔に備え、単位時間当たりに前記ハンディトーチを検知したセンサの数に対応して前記ハンディトーチの移動速度を演算する速度演算手段を備え、この速度演算手段によって演算したハンディトーチの移動速度を作業者に報知するための報知手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記ハンディトーチ案内支援装置において、前記報知手段は、各センサが前記ハンディトーチを検知する毎に検知音を発生する検知音発生手段である。
【００１２】
また、前記ハンディトーチ案内支援装置において、前記報知手段は、ハンディトーチの移動速度を、作業者の視覚に認識させる速度表示手段である。
【００１３】
また、前記ハンディトーチ案内支援装置において、ハンディトーチを案内する案内面は、ハンディトーチの先端外面を案内する第１の案内面と、ハンディトーチの先端部をワークから一定の距離に離隔して案内する第２の案内面とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハンディトーチを用いてレーザ溶接を行うとき、ワークに対するハンディトーチの移動速度を検出する。そして、検出した移動速度を作業者に報知するものである。したがって、作業者はハンディトーチの移動速度を知得することができる。よって、作業者は、ハンディトーチの移動速度を常に適正速度範囲に維持可能であり、良好なレーザ溶接を行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ハンディトーチにおける先端ノズルを案内支援するハンディトーチ案内支援手段の構成を概念的、概略的に示す側面説明図である。
【図２】ハンディトーチにおける先端ノズルを案内支援するハンディトーチ案内支援手段の構成を概念的、概略的に示す正面説明図である。
【図３】ハンディトーチにおける先端ノズルを案内支援するハンディトーチ案内支援手段の構成を示す平面説明図である。
【図４】機能ブロック図である。
【図５】視覚認識手段の１例としての速度メータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に概念的、概略的に示すように、本発明の実施形態に係るハンディトーチ案内支援装置１は、溶接すべきワークＷの溶接線３（誇張してワークＷを離隔した状態でもって表示してある）に近接して備えられている。本実施形態においては、前記ハンディトーチ案内支援装置１は、ワークＷの上面に記載されている。前記ハンディトーチ案内支援装置１は、レーザ溶接用のハンディトーチ（全体的構成は図示省略）における先端ノズル５の先端外面５Ａを案内する第１の案内面７Ａと、前記先端ノズル５の先端部５Ｂを案内する第２の案内面７Ｂとを直交して備えている。すなわち、先端ノズル５を案内する案内面はＬ形状に形成してある。そして、前記第１，第２の案内面７Ａ，７Ｂの適宜一方又は両方には、前記先端ノズル５の接触又は近接を検出する、例えば接触センサ、近接センサなどのごとき適宜の複数のセンサ９が長手方向に一定の間隔に備えられている。この複数のセンサ９は、ハンディトーチの移動速度を検出するための移動速度検出手段の一部を構成するものである。
【００１７】
そして、前記ハンディトーチ案内支援装置１の適宜位置、例えば上面には、第１，第２の案内面７Ａ，７Ｂに沿ってのハンディトーチの移動速度を作業者に報知する報知手段１１が備えられている。この報知手段１１は、作業者に対してハンディトーチの移動速度を、聴覚的に、又は視覚的に認識させる機能を有するもので、例えばマイコンによって構成してある。
【００１８】
上記報知手段１１は、図４に示すように、前記先端ノズル５を単位時間当たりに検出したセンサ９の数に対応して前記ハンディトーチの移動速度を演算する速度演算手段１３を備えている。さらに、報知手段１１は、前記速度演算手段１３によって演算した速度を、作業者に知覚させる知覚手段１５Ａ，１５Ｂを備えている。
【００１９】
上記知覚手段５Ａは、視覚によって作業者に認識されるもので、図５に示すように、例えば速度メータ１７によって構成可能である。この場合、許容誤差を含めた適正速度領域１９Ａを間にして、高速領域１９Ｂ、低速領域１９Ｃを区画して表示してある。そして、前記速度演算手段１３の演算結果に対応して速度を指示する指針２１を備えた構成とすることができる。
【００２０】
なお、知覚手段１５Ａの構成としては、ハンディトーチの移動速度は適正速度か、又は高速か、或は低速かを視覚的に知覚できればよいものである。したがって、例えばＬＥＤなどの光源の点滅周期を移動速度に対応して変更することや、例えば発光色を変更するなど、作業者が視覚的に知覚できる構成であればよく、種々の構成とすることができる。
【００２１】
前記知覚手段１５Ｂは、前記速度演算手段１３の演算結果に対応した音を発生して、作業者に、ハンディトーチの移動速度を聴覚的に知覚させる機能を奏するものである。例えば、ハンディトーチの移動速度に対応して、高音、中音、低音の音を発生する。又は移動速度に対応して発生音の周期を変える。そして、ハンディトーチの移動速度が適正速度であるか否か、また適正速度に対して高速又は低速であることを、作業者に知覚させるものである。この場合、各センサ９が先端ノズル５を検出する毎に音を発生すればよいものである。
【００２２】
前記報知手段１１には、知覚切換手段２３が備えられている。この知覚切換手段２３は、入力手段２５によって、知覚手段１５Ａ，１５Ｂの適宜一方を使用することや、知覚手段１５Ａ，１５Ｂの両方を使用することを切換える機能を有するものである。したがって、速度演算手段１３によって演算したハンディトーチの移動速度を、作業者に対して視覚的に、又は聴覚的に、或は視覚と聴覚の両方でもって報知することができるものである。
【００２３】
以上のごとき構成において、ワークＷの直線状の溶接線３のレーザ溶接を行うには、次のように行う。すなわち、ワークＷの溶接線３から所定寸法離れた位置において、ハンディトーチ案内支援装置１をワークＷ上に載置位置決めする。この際、ハンディトーチ案内支援装置１における第１案内面７Ａを、前記溶接線３と平行に設置する。
【００２４】
次に、ハンディトーチにおける先端ノズル５の先端外面５Ａを前記第１案内面７Ａに接触すると共に、先端ノズル５の先端部５Ｂを第２の案内面７Ｂに接触する。そして、前記先端ノズル５を、レーザ溶接の進行方向に対して所定の傾斜角（図２に示す傾斜角）に保持する。そして、レーザ光ＬＢを溶接線３へ照射すると共に、先端ノズル５を、第１，第２の案内面７Ａ，７Ｂに沿って移動することにより、前記溶接線３の部分のレーザ溶接が行われる。
【００２５】
前述のごとく、第１，第２の案内面７Ａ，７Ｂに沿って先端ノズル５を移動すると、第１の案内面７Ａに備えた複数のセンサ９が先端ノズル５によって順次作動される。各センサ９が順次作動されると、報知手段１１においては、単位時間毎に作動されたセンサ９を計数して速度演算手段１３により、単位時間当たりのハンディトーチの移動速度が演算される。
【００２６】
そして、速度演算手段１３によって演算された速度は、適正値メモリ２７に格納された適正速度と比較手段２９によって比較される。この比較手段２９によって比較された結果は、第１，第２の知覚手段１５Ａ，１５Ｂによって、作業者に知覚させることになる。したがって、作業者は、第１の知覚手段１５Ａにおける表示及び／又は第２の知覚手段１５Ｂにおいて発生する音によって、ハンディトーチの移動速度を知覚する。よって、作業者は、ハンディトーチの移動速度が適正の速度となるように、ハンディトーチの移動速度を制御することになる。
【００２７】
すなわち、作業者は、視覚的又は／及び聴覚的にハンディトーチの移動速度を知覚することができる。したがって、作業者はハンディトーチの移動速度が適正速度となるように移動速度を制御することとなり、常に良好なレーザ溶接を行い得るものである。
【００２８】
以上のごとき説明から理解されるように、本実施形態によれば、ハンディトーチ案内支援装置１における第１，第２の案内面７Ａ，７Ｂに沿ってハンディトーチを移動するとき、ハンディトーチの移動速度が検出される。そして、検出した移動速度を作業者に報知するに際しては、視覚的又は聴覚的或はその両方でもって作業者に報知する。したがって、作業者は、ハンディトーチの移動速度を、適正速度に一致させようとしてハンディトーチの移動速度を調節することになる。よって、ハンディトーチの移動速度を常に適正な移動速度に維持できることとなり、良好なレーザ溶接を行い得るものである。
【符号の説明】
【００２９】
１  ハンディトーチ案内支援装置
３  溶接線
５  先端ノズル
７Ａ  第１の案内面
７Ｂ  第２の案内面
９  センサ
１１  報知手段
１３  速度演算手段
１５Ａ  知覚手段（視覚）
１５Ｂ  知覚手段（聴覚）
１７  速度メータ
２３  知覚切換手段
２５  入力手段
２７  適正値メモリ
２９  比較手段
【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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