(57)【要約】  本発明は、レーザー光を用いてワークピース（３，５）を接合するためのレーザー溶接装置（１）に関しており、前記レーザー溶接装置（１）が、レーザー光（７）を案内するための走査光学系（９）と、接合時に押圧方向に沿ってワークピースを固定するために接合すべきワークピースの少なくとも一つに加圧される押圧要素（１３，１５）と、走査光学系（９）と、走査光学系からワークピース（３，５）に向かって走るレーザー光（７）を収容するケーシング（２７）とを備え、  押圧要素（１３，１５）がケーシング（７）の一部を形成し、かつ残りのケーシングに対して少なくとも一つの自由度でもって可動である。
2013545615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を用いてワークピース（３，５）を接合するためのレーザー溶接装置（１）であって、このレーザー溶接装置が以下のもの、すなわち
−レーザー光（７）を案内するための走査光学系（９）と、
−接合時に押圧方向に沿ってワークピースを固定するために接合すべきワークピースの少なくとも一つに加圧される押圧要素（１３，１５）と、
−走査光学系（９）と、走査光学系からワークピース（３，５）に向かって走るレーザー光（７）を収容するケーシング（２７）とを備え、
−押圧要素（１３，１５）がケーシング（７）の一部を形成し、かつ残りのケーシングに対して少なくとも一つの自由度でもって可動であることを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
走査光学系（９）が、レーザー光（７）を案内するための少なくとも一つの可動な走査鏡（３３）を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
押圧要素（５１）が押圧方向（５０）に対して実質的に垂直に延びている軸線を中心にして、残りのケーシングに旋回可能に支承されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
押圧要素（１３，１５）が、押圧方向に沿って、残りのケーシングに旋回可能に支承されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
押圧要素（５１）が、可撓な材料から成る押圧部分（５３）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
ケーシング（２７）が、複数の押圧要素（１３，１５）を備えており、これらの押圧要素が、各々ケーシングの一部を形成し、かつ残りのケーシングに対して少なくとも一つの運動の自由度でもって移動可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
走査光学系（９）によりレーザー光（７）が、押圧要素の各々１つ、およびこれらの押圧要素により固定されたワークピースとに方向転換できるように、走査光学系（９）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
レーザー溶接装置が溶接用挟み込み装置として形成されており、少なくとも一つの押圧要素（１３，１５）を備えたケーシング（２７）が、溶接用挟み込み装置の脚部（１１）を形成しており、少なくとも一つの別の押圧要素（２１，２３）を備えた担持体（１７）が、溶接用挟み込み装置の第二の脚部（１９）を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
レーザー溶接装置が溶接用挟み込み装置として形成されており、溶接用挟み込み装置のどの脚部も、少なくとも一つの押圧要素を有する、レーザー光を案内するための走査光学系が各々配置されているケーシングを各々備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
レーザー光を用いてワークピース（３，５）を接合するための方法において、ワークピースが、請求項１〜９のいずれか一つに記載のレーザー溶接装置を用いて接合されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を用いてワークピースを接合するためのレーザー溶接装置および対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特にワークピースを、高い溶接速度、幅の狭い溶接継目、そしてわずかな熱による変形でもって組立てねばならない場所では、レーザー溶接が使用される。接合すべきワークピースは、例えばそのために設けられた収容装置あるいは固定装置を用いて各々所望の位置に固定され、次いでレーザー溶接により互いに接続される。
【０００３】
レーザー溶接の際に使用される高い光の強度に基づいて、レーザー溶接装置は、一般的に独立した安全ボックス内で運転され、この安全ボックスは、周囲の遮蔽をレーザー光照射前に保証する。安全ボックスは一般的にレーザー加工装置全体を囲うので、このような安全ボックスは、このような装置の所要面積が増し、安全ボックスの運転には労力がかかり、かつコストがかかる。
【０００４】
特許文献１には、レーザー光を用いてワークピースを溶接するための装置が記載されており、ファイバレーザーのレーザー光は、ケーシング内に配置されたコリメータを用いて集束される。コリメータは、リニア駆動装置を用いて、ケーシングの圧力部分あるいは圧力区間内に設けられた出口スリットに対して平行に、レーザー光が出口スリットを通ってケーシングから出て、直線的な溶接継目が、ケーシングの圧力区間と第二の圧力区間の間に固定されているワークピース上に作ることができるように移動可能である。
【０００５】
しかし、記載された直線案内では、単に直線的なレーザー光案内しか可能ではないので、例えば湾曲した溶接継目を作るためには、溶接すべきワークピースの繰返される位置変更と、従ってそれに対応する大きな手間が必要である。さらに、レーザー工程の送り速度はリニア駆動装置により設定されており、かつ例えばコリメータ装置の機械的安定性に基づいて限定されており、このようなコリメータは、一般的には感度が高い光学構成部品を備えており、従って例えば極めて高い加速度には曝されるべきではない。
【０００６】
さらに、特許文献１は加工すべきワークピースの形状あるいは形態に立ち入っておらず、例えば記載された装置あるいは所属する圧力区間は、固定すべきワークピースの形状が、変更でき、および／または不規則な（例えば平行平面ではなく、ほぼ三次元的に湾供しているかあるいは段付の）形状を備えたワークピースが加工できることを考慮していない。このような不規則な形態を備えたワークピースを加工する場合、例えば、ケーシングの出口スリットがワークピースにより完全に覆うことができず、従ってレーザー光はワークピースを通り過ぎてケーシングから出て、ほぼ作業者に当たることが起こる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２１４９４２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の根底をなす課題は、レーザー光を用いてワークピース同士（例えば金属薄板）を接合するためのレーザー溶接装置とそれに対応する方法を提供することであり、これらのレーザー溶接装置とそれに対応する方法は、異なる形態あるいは形状のワークピース同士のレーザー加工を高い溶接速度で可能にし、かつ同時にレーザー光が漏れるのを確実に阻止する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１による装置と請求項１０による方法により解決され、本発明の有利な態様は従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明によれば、ワークピース（例えば金属薄板あるいは合成樹脂製のワークピース）を接合するためのレーザー溶接装置はレーザー光を用いて準備ざれ、その際にレーザー溶接装置は、（ワークピースに向かう方向で）レーザー光を案内するための光学系と、接合時に、対応する押圧方向に沿ってワークピースを固定するために接合すべきワークピースの少なくとも一つに加圧あるいは押圧される少なくとも１つの押圧要素を備えている。さらにレーザー溶接装置は、走査光学系と、走査光学系からワークピースに向かって走るレーザー光を（少なくとも一部あるいは完全に）収容する（例えば幾つかの部分から成る）ケーシングを備えている。押圧要素はケーシングの一部を形成し、かつ残りのケーシングに対して少なくとも一つの自由度でもって能動的および／または受動的に可動である。例えば押圧要素は、残りのケーシングに運動可能に支承されている。すなわち残りのケーシングと可動に接続している。押圧要素を残りのケーシングから独立して、残りのケーシングに対して可動に支承することも可能である。さらに前述のタイプの複数の押圧要素を設けることも可能である。
【００１１】
ケーシングは、例えばケーシングが一つのもしくは複数のワークピースに向かって開いていて、かつ押圧要素がケーシングの一部として一つのもしくは複数のワークピースに載っている場合は、ケーシングが一つのもしくは複数のワークピースと協働してレーザー光を完全に収容するように形成することができ、その際に一つのもしくは複数のワークピースはいわばケーシングの開口部を閉鎖する。
【００１２】
少なくとも一つの押圧要素は、ワークピースを固定するために、対応する押圧方向（すなわちワークピースを固定する際の押圧要素により及ぼされる圧力の方向）に沿って、ワークピースの少なくとも一方に加圧され、ワークピースは、例えば押圧要素と対応する接合面（例えば別の押圧要素）の間に挟み込まれ、従って固定される。押圧要素がレーザー光を保護するためのケーシングの一部として、すなわち保護部材として使用されることにより、場所をとらない配設が実現できる。
【００１３】
一つのもしくは複数の押圧要素が残りのケーシングに対して可動に支承されていることにより、例えば押圧要素が少なくとも一つの運動自由度を利用して押圧する際に固定すべきワークピースの表面に対応するように整向されることにより、ケーシングを同時に光が漏れないように封隙する際の、異なる三次元形状を備えたワークピースの信頼性のある固定が可能になり、従ってワークピース上での押圧要素の隙間の無い取付けが生じる。
【００１４】
作業者の危険を無くすために、レーザー光のスイッチの入り切りは、押圧要素を置くこと持上げることに同調させることができる。すなわち押圧要素が金属薄板に置かれるとあるいは置かれた（直）後、レーザー装置はまずスイッチを入れられ、押圧要素が再度持ち上げされるともしくは持上げられた（直）後、レーザー装置はスイッチを切られる。レーザー装置のこのような同調されたスイッチの切替は、例えば適切なスイッチあるいはセンサを介して自動で行うことができる。
【００１５】
ケーシングの内側および／または外側に配置され、安全回路内に一体化されたセンサにより、（例えばワークピースにおいて）制御されるレーザー光の強度は検出される。散乱光の強度は、例えば電子学的に検出でき、かつ評価でき、限界値を越えた場合は警報を作動させ、および／または接合工程を中断することができる。
【００１６】
一実施形態によれば、光学系はレーザー光を案内するための少なくとも可動な走査鏡を備えている。
【００１７】
レーザー光は、例えばケーシングの内側に配置されたレーザー装置により、あるいはケーシングの外側に配置されたレーザー装置により生じ、かつ光を伝える光要素（例えば、光ファイバ、鏡、レンズなど）を用いてケーシング内に入って走査光学系まで案内でき、
光を伝える光要素と光案内部はレーザー装置から走査光学系まで光を封隙して周りを覆われているのが好ましい。
【００１８】
走査光学系は、例えばレーザー光の焦点位置を調節するための焦点装置と、レーザー光を案内するためのあるいはレーザー光を位置決めするための（レーザー光の焦点を合すための）、少なくとも一つの（例えばガルバノメータ駆動装置を用いて）旋回可能に配置された走査鏡あるいは方向転換鏡を備えていてもよい。このような方向転換鏡は何に対しても保持されておらず、従って一般的にわずかな角運動量を備えているので、この方向転換鏡は、別の回転角度位置に対する鏡の素早い位置変更を可能にし、従ってレーザー光の素早い位置変更も可能にする。さらに光学系は、例えば互いに垂直に走る（ガルバノメータ）軸線を中心に旋回可能である二つの走査鏡を備えているので、レーザー光は鏡で反射することにより、かつ鏡の回転角度位置の変化に対応して案内することができ、その際に、例えば加工されるべきワークピースの位置変更をすることなく時間をかけずに曲がった溶接継目を生じさせることができる。
【００１９】
一実施形態によれば、少なくとも一つの押圧要素は、（実質的に）押圧方向に対して垂直に延びる軸線を中心にして旋回可能に、あるいは残りのケーシングに傾倒可能に支承されている。
【００２０】
この構成によれば、例えば、直線的な部分あるいは平坦な部分を備えた押圧要素が使用され、クランプすべきかあるいは固定すべきワークピースが、型の（および例えば全く平行平面が無い）ケーシングを備えている場合に、押圧要素はワークピースに置かれる際に楔型のワークピースの開放角度だけ傾倒し、従って押圧要素の押圧部分は楔表面に平らに載置され、従ってレーザー光は押圧要素とワークピースの間には入らない。
【００２１】
押圧要素は、複数の軸線あるいは互いに垂直な二つの軸線を中心にして旋回可能にあるいは傾倒可能に支承するために、例えば球冠を用いて設けられている。
【００２２】
一実施形態によれば、少なくとも一つの押圧要素は、押圧方向に沿って（残りのケーシングに対して）運動可能に、例えば移動可能に残りのケーシングに支承もしくは取付されている。
【００２３】
例えば、押圧要素に沿って移動可能な複数の押圧要素が設けられていてもよく、例えば段状のワークピースをクランプする場合に、押圧部分を備えた押圧要素はすべて、ワークピースの各々の段に対応する高さまで移動できるので、このような段付きのワークピースの光を封隙したクランプが可能である。
【００２４】
例えば、このような押圧要素は、押圧方向に沿って能動的および／または受動的に残りのケーシング内に走入可能であるか、あるいは固定すべきワークピースに向かう方向に走出可能であってもよい。例えば、押圧要素をワークピースに置く際に、取り付け運動の緩衝が行われるように、押圧要素をバネ（例えば渦巻きバネあるいは空気バネ）を用いて残りのケーシングに受動的に可動に取付けることができる。
【００２５】
さらに、例えば押圧要素が残りのケーシングの運動に依存せずにワークピースに移動して近づけるように、このような押圧要素は、例えば電動モータ式あるいは液圧式のアクチュエータを用いて残りのケーシングに能動的に可動に配置されていてもよい。このことは、例えば、装置の位置選択にとって、あるいは接合すべきワークピースの案内にとって、強制的にケーシング全体ではなく、単に押圧要素として働くケーシング部分だけが、アクチュエータを用いてワークピースから持上げられる必要がある。さらに、ワークピースの不規則性あるいは（例えば押圧要素の）装置の識別は、例えば、走入される位置のずれを設定位置から確定することにより可能である。従って、ワークピース上の溶接ビード、金属薄板の許容できない波打ち、あるいは欠陥のある金属薄板の肉厚のような欠点を識別することができる。
【００２６】
さらに、例えば、押圧要素の位置と圧力が、モータ電流の評価、容量に関するセンサ技術および／または超音波センサ技術を介して確定され、かつ監視されることにより、押圧要素が一定の押圧力でもって金属薄板に当接することが、対応するアクチュエータにより保障することができる。同様にして、押圧要素の開放に必要な力を測定することができ、それにより、例えばワークピースでの押圧要素の付着を検出し、装置の損傷を防ぐことができる。
【００２７】
一実施形態によれば、少なくとも一つの押圧要素は、可撓な（すなわち弾性変形可能な）材料から成る押圧部分を備えている。
【００２８】
この実施形態によれば、ワークピースを固定する際にワークピースと接触する押圧部分（すなわち押圧要素の同じ部分）、あるいは押圧要素の正面は、可撓で（かつ例えば耐熱性の）材料から成る封隙要素を備えているか、あるいは可撓な材料から成る。さらに、押圧要素をすべて可撓な材料から形成することもできる。従って、押圧要素（あるいはその形状）は押圧の際にワークピースの表面形状に適合し、押圧要素とワークピースの間の光を通さない閉鎖を可能にすることができ、押圧要素の運動の自由度は、その押圧要素の弾性変形によって与えられている。さらに、このような可撓な材料により、ワークピース上での圧力マークが生じることは防ぐことができる。
【００２９】
前述の押圧要素の運動の自由度、すなわち旋回あるいは傾倒、直線の移動および弾性変形は、さらに適宜に組合せ可能であり、例えば残りのケーシングに旋回可能でかつ（直線的に）移動可能に配置された、可撓な押圧部分を備えた圧要素を用いて、光を封隙する閉鎖部は、ワークピースと押圧要素の間に実現できることが確かである。
【００３０】
別の実施形態によれば、ケーシングは複数の押圧要素を備え、これらの押圧要素は各々、レーザー光を遮断するためのケーシングの一部を形成し、かつ（例えば各々独立して）残りのケーシングに対して各々少なくとも一つの運動自由度でもって可動であり、例えば押圧要素の何れにとっても、先に記載された自由度の内の一つあるいは複数を設けることができる。
【００３１】
段状のワークピースの実例で先に示したように、例えば押圧要素が全て平坦に見えるべきワークピース面の部分面よりも近接部に接触し、不規則に変形した（例えば円弧状に反った）ワークピース表面を覆う必要が無いことにより、この構成を用いて、押圧要素と各ワークピース表面の間の閉鎖部を同時に光封隙する際の、不規則に変形した３次元的ワークピースの固定が確実に実現できる。
【００３２】
一実施形態によれば、走査光学系は、走査光学系によりレーザー光は押圧要素の各々に対して、及びこの押圧要素を用いて固定されたワークピースに対して方向変換させることができるように形成されている。
【００３３】
例えば、各押圧要素を用いて同時に複数のワークピースをクランプすることができる。さらにこの構成によれば、光線案内を、例えば異なる光線案内光学系間の光線案内の適切な切換により、あるいは制御可能な光線案内光学系により、各押圧要素にあるいは押圧要素により各々固定されたワークピースに対して方向転換することができ、例えば異なる形状を備えたワークピースは唯一の装置により同時に加工することができ、および／または複数の継目および／またはワークピースが唯一のクランプ時に製造できる。
【００３４】
別の実施形態によれば、レーザー溶接装置は挟み込み装置として（以下に“溶接用挟み込み装置”と呼ばれる）形成されており、少なくとも一つの押圧要素を備えたケーシングは溶接用挟み込み装置の脚部を形成し、少なくとも一つの別の押圧要素を備えた担持体は
溶接用挟み込み装置の第二の脚部を形成している。担持体に形成された一つあるいは複数の押圧要素は、前述の構成に似て、担持体に対して少なくとも一つの運動自由度でもって（能動的および／または受動的に）可動であってもよい。
【００３５】
別の実施形態によれば、レーザー溶接装置は溶接用挟み込み装置として形成されており、このレーザー溶接装置において、溶接用挟み込み装置の各脚部は、レーザー光を案内するための各走査光学系が配置されているケーシングを少なくとも一つの押圧要素と共に備えている。ケーシング内には、例えば互いに独立して制御可能な走査光学系が格納されていてもよく、このような装置により、例えば２枚の金属薄板を同時に案内することができる。
【００３６】
このような溶接用挟み込み装置の担持体あるいは各ケーシング内には、工程場所の観察を可能にするセンサ（例えば焦電センサ）が配置されているのが好ましい。各加工レーザー装置の調節部内にセンサを取付けることにより、それと関連して、接合場所内へのルートの不完全熔け込み、大きすぎる熱案内による継目のひけ、あるいは小さすぎる熱案内による薄すぎる継目を防ぐことができる。このような調節部の使用の際に、間接的な出力測定の方法はワークピースに直接的である。このセンサでサポートされる出力調節部を使用する場合、品質が監視される工程を保障することができる。さらに、必要とされるレーザー出力の知識を介して工程領域を拡大することができる。さらに、光学系の変化（例えば保護ガラスの汚れ）を早目に認識し、かつ定量化することができる。
【００３７】
さらに、センサの信号を適切に処理し、かつレーザー安全回路内に取付けることによりルートの不完全溶け込みを確実に防ぐことができるので、このようなセンサの使用は、片側だけの加工をレーザーに対する防止層が無くても可能にする。多くの付加的な使用方法を開発する片側だけのレーザーによるアプローチは特に有利である。
【００３８】
例えば、短いかあるいは中断された継目の製造にとって、押圧要素を溶接用挟み込み装置の両脚部に同期して開閉することが可能であり、装置すべて（あるいは接合すべきワークピース）は、押圧要素を新たに閉じる前に、例えば前に作った継目の量だけ、供給方向にずらされる。加工用レーザー装置は相応するように同期されてスイッチを入り切りできるので、溶接用挟み込み装置が開いた際のレーザー光の漏れは防止される。
【００３９】
例えば、長い中断の無い継目の製造にとって、装置すべて（あるいは接合すべきワークピース）が、ワークピース上に載置された押圧要素にかかわらず容易にずらすことができるように、押圧要素を介して接合工程において、超音波インパルスをワークピース内に導入することもできる。それにより、押圧要素の（能動的）開閉あるいは接合作業の中断は不要である。
【００４０】
ワークピースは互いの中に設けられた押圧要素を用いて固定されることができ、例えば相応する溶接用挟み込み装置のケーシングあるいは脚部はどれも、外側の押圧要素とこの押圧要素により囲まれた内側の押圧要素とを備えており、これら両押圧要素はいわば相互に相手の中に入り組んでいる。この構成によれば、例えば接合の際に押圧要素の内一方はワークピースに当接し、この押圧要素により固定されたワークピースと協働してレーザー工程の送り方向とは逆にワークピースと同期して移動されるが、他方の押圧要素はワークピースから持上げられており、かつレーザー工程の送り方向に移動され、この押圧要素の送り速度は、レーザー送り工程の送り速度よりも高い。ワークピースにと右折している押圧要素が、押圧要素の設定された停止位置に達すると、あるいは達した（直）後に、今まで持上げられた押圧要素はワークピースに載置され、かつこのワークピースと協働してレーザー工程の送り方向とは逆にワークピースと同期して移動され、それに反して、これまでワークピースに載っている押圧要素は持上げられて、送り方向に移動される。これにより、装置あるいはワークピースの連続的な送りと中断の無い長い継目の接合が可能になる。
【００４１】
接合装置が接合工程の際に使用すべきである場合、フィラー材料の供給が必要である（例えばロウ付けあるいはフィラーワイヤによるアルミ溶接）。これは押圧要素を介して供給することができる。不活性ガスを使用した溶接のために、押圧要素内において不活性ガスを案内するための複数のノズルを一体化することができ、従って例えば押圧要素内部の空間は完全に不活性ガスで満たすことができ、従って最適な継目の覆いが保証できる。さらに、排気ダクトを介して、接合工程において生じた煙を吸いだすことができる。
【００４２】
レーザー光が漏れることの対する別の保護として、繊維製品、合成樹脂あるいはブラシの押圧要素を含むことができ、これらの押圧要素は、押圧要素が置かれた場合に同じくワークピース上に載り（あるいはワークピース上から突出し）、かつ例えば押圧要素とワークピースの間の場合によってはあり得る残った間隙を光を通さずに覆い隠す。
【００４３】
一つあるいは複数の押圧要素は、段付き形状あるいは角形状で形成することができ、このような押圧要素の正面には、他の部分に対して隆起しているか、あるいは突き出た部分が形成されている。この構成は、ワークピース、例えば金属薄板に密に継目を作るのに特に適しており、ワークピースに近づく押圧要素において、隆起した領域は、この領域に直面した押圧要素の正面に載り、隆起していない領域は、ワークピースに載る。隆起した領域に対して下がった押圧要素の領域を介して、金属薄板は互いに接し合って押圧され、したがって固定される。
【００４４】
さらに、対応するマガジンからの粉末材料あるいは小さい構成要素を供給し、かつこれらを接合場所に位置決めするために押圧要素を形成することができる。ワークピースは押圧要素内ではかなり加熱できるので、さらに、押圧要素を例えば冷却水が案内される冷却管路を備えることもできる。
【００４５】
本発明を以下に図１〜９に関する実施形態に基づいて具体的に説明し、その際に、同じかあるいは類似の対象は、同じ参照符号を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】押圧方向に走行可能な押圧要素を備えた閉じた溶接用挟み込み装置を示す図である。
【図２】開放した状態での、図１による溶接用挟み込み装置を示す図である。
【図３Ａ】傾倒可能に配置された押圧要素の態様を示す図である。
【図３Ｂ】傾倒可能に配置された押圧要素の態様を示す図である。
【図４】ゴム製の唇状部を備えた押圧要素の部分を示す図である。
【図５】ブラシを備えた押圧要素の部分を示す図である。
【図６】織物のシールリップ部を備えた押圧要素の部分を示す図である。
【図７】織物のシールリップ部を備えた段の付いた押圧要素を示す図である。
【図８】移動可能な遮断部材を備えた段の付いた押圧要素を示す図である。
【図９】段の付いた押圧要素を用いてクランプされた金属薄板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００４７】
レーザー光７を用いて二つのワークピース３，５を接合する際の、本発明の実施形態による溶接用挟み込み装置１の形式で行われるレーザー溶接装置１が図１に示してあり、レーザー光７は走査光学装置９を用いて案内されるかあるいは位置決めされる。溶接用挟み込み装置１は、溶接用挟み込み装置１の上側脚部１１に配置された二つの上側押圧要素１３，１５と、溶接用挟み込み装置１の下側脚部１９の担持体１７に配置された二つの下側押圧要素２１，２３とを備えている。脚部１１，１９は、案内ユニット２５と旋回可能に接続しており、かつ押圧要素１３，１５，２１，２３を介して、ここでは金属薄板３，５の形態の接合すべきワークピース３，５を互いに押圧する。上側脚部１１は、走査光学系９と走査光学系９によりワークピース３，５に向かって進むレーザー光とを収容するケーシング２７を形成する。上側押圧要素１３，１５は、ケーシング２７の一部を形成し、かつ余りのケーシングあるいは残りのケーシング２９に対して可動であり、その際に、図１による構成では、押圧要素１３，１５が、ここでは例えば電動モータ式アクチュエータ３５，３７を用いて、実質的に押圧方向に沿って残りのケーシング２９に接して可動に取付けられている。下側押圧要素２１，２３は、似た方法でアクチュエータ３９，４１を用いて担持体１７に接して可動に取付けられているので、押圧要素１３，１５，２１，２３は、両脚部１１，１９の押圧運動とは独立して金属薄板３，５に押圧できるか、あるいはこれらの金属薄板から取り外すことができる。
【００４８】
図１によれば、上側ワークピース３は段差の付いた金属薄板であり、すなわち異なる肉厚の部分を備えている。上側押圧要素１３，１５が（互いに独立して）運動可能であることにより、上側押圧要素は各金属薄板部分の高さまで沈下でき、従って（ワークピース３と協働して）ケーシング２７は光を通さずに閉鎖している。
【００４９】
レーザー光７は加工用レーザー装置から生じており、走査光学系のレンズと鏡を介してケーシング２７の中を進むように、（図示していない）ガルバノメータ駆動機構の軸に旋回可能に取付けられている、走査光学系の可動な走査鏡３３を用いて、上側ワークピース３の表面に案内される。
【００５０】
散乱光センサ４３を介して、ワークピース３，５から走査光学系９内に反射されたレーザー光が検出され、散乱光センサ４５を介してワークピース３，５と上側押圧要素１３，１５の間の偶発的な間隙を通って外部へ出て行く散乱光が検出される。散乱光センサ４５を介して散乱光が確認されるべきであると、人への危険を除外するために加工用レーザー装置３１はすぐに切られる。図１には、散乱光センサ４３，４５とパイロメータ４７により検出される強度を判定できる安全ユニットＳと、安全ユニットＳ及びレーザー３１と接続しているレーザー制御ユニットＬが概略的に示してある。例えば、安全ユニットＳにより高い強度であると確認された場合、スイッチ遮断信号をレーザー制御ユニットＬに送ることができる。下側脚部１９に設置されたパイロメータ４７により、下側ワークピース５の温度が加工される側の反対側から測定される。
【００５１】
図２には、図１による溶接用挟み込み装置が開放された脚部１１，１９と収納された押圧要素１３，１５，２１，２３でもって示してあり、加工用レーザー装置３１は、脚部１１，１９が開くことにより自動でスイッチが遮断される（図２ではレーザー光の光路を破線で示したことにより具体的に説明されている）。図２によれば、溶接用挟み込み装置が開放された場合、溶接用挟み込み装置の脚部１１，１９は両方共、各溶接位置（すなわち、溶接用挟み込み装置が閉じている場合の位置）に対して動いている。さらに、走査光学系を備えたケーシング２７を備えた、溶接用挟み込み装置１の同じ脚部は動くことができず、かつ溶接用挟み込み装置１を開くかあるいは閉じるために、各々別の（ここでは下側の）脚部１９だけを動かすことができ、例えば走査光学系９のブレを防ぐことができる。
【００５２】
図３ａと３ｂは、押圧方向５０に対して垂直に走る、弾性的に変形可能な材料から成る押圧部分を備えた旋回あるいは傾倒可能な押圧要素５１の旋回軸線の作動態様を具体的に表している。凹凸のある面５７を備えた、尖っていない形状のワークピースに押圧要素５１を押圧する際に、ワークピース５５と可撓な押圧部分５３は、押圧部分の形状によりワークピースの表面５７の形状に折り合って順応するので、押圧要素５１とワークピースの表面５７の間の光を通さない接続が生じる。
【００５３】
図４には、押圧要素、例えば上側押圧要素１３の押圧部分あるいは正面５９が示してあり、ゴム製の唇状部６１は正面５９内に嵌め込まれており、それにより、例えば上側押圧要素１３が金属薄板３の表面で押圧マークを残すことを防ぐことができる。さらにゴム製の唇状部６１により、下側のワークピース表面において、上側押圧要素１３あるいはケーシング２７と外周部の間の信頼性のある光学的な封隙が保証される。
【００５４】
押圧要素１３の内部空間に対する、周囲部の光学的に封隙された遮蔽部の別の可能性は、図５と６に示してある。図５に示した構成の場合、光学的な封隙は、密集して配置された可撓なブラシ６３を用いて確実に行われ、この可撓なブラシは押圧要素１３の外側縁部に固定されている。図６に具体的に示した構成によれば、押圧要素１３の外側に可撓な織布６５が固定されており、この織布はワークピース３と押圧要素１３の間の場合によっては存在する間隙を確実に遮蔽する。
【００５５】
図７と８は、下側の押圧要素２３の例では、元の位置に復帰した部分６７と、（それに対して）高くなっているか、あるいは突出している部分６９を具体的に示しており、このような押圧要素は、特にワークピース３，５の縁部領域の範囲内の溶接に適している。さらに図７による構成によれば可撓な織布６５が、図８によれば（能動的あるいは受動的に）移動可能な遮断部材７１が、光学的封隙部として元の位置に復帰した領域６７に取付けられている。
【００５６】
図９には段の付いた上側押圧要素１３の使用が、段付きでない下側押圧要素２３と協働作用状態で具体的に示してある。段の付いた上側押圧要素１３の突出した部分６９は、段付きでない下側押圧要素２３に載置されている。段の付いた上側押圧要素１３の元の位置に復帰した部分６７は金属薄板３に載置されており、段の付いた上側押圧要素１３の元の位置に復帰した部分６７と下側押圧要素２３の間の側面に生じる間隙は、可撓な織布６５により光学的に封隙される。
【符号の説明】
【００５７】
１    溶接用挟み込み装置
３    上側ワークピース
５    下側ワークピース
７    レーザー光
９    走査光学系
１１  上側脚部
１３  上側押圧要素
１５  上側押圧要素
１７  担持体
１９  下側脚部
２１  下側押圧要素
２３  下側押圧要素
２５  案内ユニット
２７  ケーシング
２９  残りのケーシング
３１  加工用レーザー装置
３３  走査鏡
３５  上側アクチュエータ
３７  上側アクチュエータ
３９  下側アクチュエータ
４１  下側アクチュエータ
４３  散乱光センサ
４５  散乱光センサ
４７  パイロメータ
４９  ガルバノメータ駆動機構の軸
５０  押圧方向
５１  傾倒可能な押圧要素
５３  可撓な材料から成る押圧部分
５５  円錐台形状のワークピース
５７  凹凸のある面
５９  正面
６１  ゴム製の唇状部
６３  ブラシ
６５  可撓な織布
６７  元の位置に復帰可能な部分
６９  突出している部分
７１  遮断部材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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