(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する溶接判定装置であって、
溶接箇所のうち中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度を取得する取得部と、
前記取得部が取得した溶接中の前記強度と溶接後の前記強度とに基づいて前記溶接箇所の不良判定を行う判定部と
を備え、
前記判定部は、溶接中の前記強度が溶接の経過と共に予め定められた閾値よりも低下し、溶接後の前記外周部の複数箇所における前記強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する溶接判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
重ね合わされた鋼板等のワークをレーザ光により溶接するレーザ溶接において、溶接箇所が良好に溶接されているかを、その反射光に基づいて判定する手法が知られている。例えば、特許文献１には、溶接箇所から反射するレーザ光を斜め上方で受光し、同時に溶接光を異なる位置で受光して、その反射光の強度信号のＤＣ成分を用いて溶接の良否を判定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８７０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の板状ワークを重ねて溶接する場合において、レーザを投射する表面とは反対の裏面側のワーク間に隙間があると、互いに部分的にしか接合されない、いわゆる裏片落ちの溶接不良が発生することがある。しかし、裏片落ちが発生した溶接箇所の表面形状は、良好に接合された溶接箇所の表面形状と類似し、これまでの判定手法や、検査員の目視による検査では、不良と判定することが難しかった。
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、いわゆる裏片落ちの溶接を溶接不良と判定できる溶接判定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】
本発明の一態様における溶接判定装置は、レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する溶接判定装置であって、溶接箇所のうち中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度を取得する取得部と、取得部が取得した溶接中の外周戻光の強度と溶接後の外周戻光の強度とに基づいて溶接箇所の不良判定を行う判定部とを備え、判定部は、溶接中の外周戻光の強度が溶接の経過と共に予め定められた閾値よりも低下し、溶接後の外周部の複数箇所における外周戻光の強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、裏片落ちによる溶接不良を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係るレーザ加工装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】溶接部ｘの近傍を模式的に示す斜視図である。
【図３】板隙が小さい溶接良品の断面の様子と戻光の関係を示す断面図である。
【図４】板隙が大きい溶接良品の断面の様子と戻光の関係を示す断面図である。
【図５】裏片落ちが生じた溶接不良品の断面の様子と戻光の関係を示す断面図である。
【図６】溶接中の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフである。
【図７】溶接中の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフである。
【図８】溶接後の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフである。
【図９】溶接後の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフである。
【図１０】溶接後の中心投射に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフである。
【図１１】溶接後の中心投射に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフである。
【図１２】第１の方法により溶接の良否を判定する処理フローである。
【図１３】第２の方法により溶接の良否を判定する処理フローである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置１００の全体構成を示す模式図である。本実施形態に係るレーザ加工装置は、レーザ光によりワークを溶接する溶接装置としての機能の他に、溶接箇所の良否を判定する溶接判定装置としての機能を包含する装置である。なお、図１においては、ワーク３００に投射するレーザ光である投射光Ｌ１を実線で表し、溶接部ｘの表面で反射された反射光のうち投射光Ｌ１と逆向きに戻る戻光Ｌ２を一点鎖線で表す。また、機能ブロック間で送受信される電気信号を破線で表す。
【００１０】
レーザ加工装置１００は、レーザ溶接によって、複数の板材から成るワーク３００を、溶接し接合するための装置である。本実施形態では、板材として３つの鋼板３０１、３０２、３０３を重ねたワーク３００を溶接する場合について説明する。レーザ加工装置１００は、投射光Ｌ１をワーク３００の溶接部ｘに投射して溶接を行う。
【００１１】
レーザ加工装置１００は、主に、レーザ発振器１１０、光学系１２０、受光部１３０、制御部１４０、メモリ１５０、表示部１６０を備える。レーザ発振器１１０は、レーザ光の発振源であり、レーザ発振器で生成されたレーザ光は、光ファイバ１１１によって光学系１２０に接続され、光学系１２０を通過して投射光Ｌ１として溶接部ｘに投射される。
【００１２】
光学系１２０は、光学系として、ビームスプリッタ１２５、焦点調整レンズ１２６、ミラー１２７、保護ガラス１２８を備える。ビームスプリッタ１２５は、光ファイバ１１１から導入されたレーザ光を通過させ、焦点調整レンズ１２６へ導く。ビームスプリッタ１２５は、光ファイバ１１１側から入射する光を透過させるが、焦点調整レンズ１２６側から入射する光は反射する光学素子である。
【００１３】
焦点調整レンズ１２６は、光ファイバ１１１から導入されたレーザ光が溶接部ｘで集光するように、光軸方向に変位可能に構成されたレンズである。焦点調整レンズ１２６を通過したレーザ光は、ミラー１２７で反射され、ガルバノミラー１２１、１２２へ導かれる。
【００１４】
光学系１２０は、一対のガルバノミラー１２１、１２２を備える。一方のガルバノミラー１２１は、アクチュエータ１２３の駆動軸に軸支されており、アクチュエータ１２３に駆動されることにより、そのミラー面を所定の方向へ傾斜させることができる。他方のガルバノミラー１２２は、アクチュエータ１２４の駆動軸に軸支されており、アクチュエータ１２４に駆動されることにより、そのミラー面をガルバノミラー１２１のミラー面とは異なる方向へ傾斜させることができる。
【００１５】
ガルバノミラー１２１、１２２へ導かれたレーザ光は、ガルバノミラー１２１、１２２のミラー面で反射し、保護ガラス１２８から溶接部ｘの目標位置へ向けて投射光Ｌ１として投射される。制御部１４０は、アクチュエータ１２３、１２４を駆動し、ガルバノミラー１２１、１２２のミラー面の角度を調整することにより、投射光Ｌ１を投射する目標位置を溶接部ｘにおいて移動させる「走査」を行うことができる。
【００１６】
溶接部ｘに投射された投射光Ｌ１は、溶接部ｘの表面で散乱反射し、その反射光の一部は、投射光Ｌ１の光路に沿って戻る戻光Ｌ２となる。戻光Ｌ２は、投射光Ｌ１の順路とは逆向きに、保護ガラス１２８を通過し、ガルバノミラー１２２、１２１のミラー面でそれぞれ反射され、ミラー１２７で反射されてビームスプリッタ１２５の反射面に到達する。戻光Ｌ２は、ここで反射されて、受光センサ１３１へ入射する。なお、光学系１２０は、特に図示しないが、上記光路が実現されるように、偏光板、波長板、集光レンズなどの光学要素が適宜配されている。
受光部１３０は、戻光Ｌ２を受光する受光センサ１３１を備える。受光センサ１３１は、受光した戻光Ｌ２の強度を検出して出力する。
【００１７】
制御部１４０は、例えばＣＰＵであり、レーザ加工装置１００の各要素部を統括的に制御する。例えば、上述のように、レーザ発振器１１０にレーザ光を生成させ、溶接部ｘの表面における目標位置を演算し、その目標位置に投射光Ｌ１が到達するようにアクチュエータ１２３、１２４を駆動し、受光センサ１３１に戻光Ｌ２の強度を出力させる。一連の制御プログラムは、予めメモリ１５０に記憶されており、制御部１４０は、レーザ加工装置１００の起動時にメモリ１５０から制御プログラムを読み込んで、以下に説明する制御、演算を実行する。メモリ１５０は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばソリッドステートドライブが用いられる。メモリ１５０は、制御プログラムの他にも、制御や演算に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を記憶している。
【００１８】
レーザ加工装置１００は、表示部１６０を備え、表示部１６０は、設定条件を表示したり、後述する判定結果を表示したりする。表示部１６０は、例えばＬＣＤパネルにより構成される。
【００１９】
なお、投射光Ｌ１の出力強度は、レーザ発振器１１０の出力を調整することにより、溶接を行う場合の強度と、検査を行う場合の強度とに切り替えられる。以下の説明において、溶接中と説明する場合の投射光Ｌ１は、溶接を行う場合の強度で出力されており、溶接後と説明する場合の投射光Ｌ１は、検査を行う場合の強度で出力されるものとする。
【００２０】
図２は、溶接部ｘの近傍を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る溶接部ｘは、ワーク３００を成す鋼板３０１、３０２、３０３のうち、投射光Ｌ１が投射される鋼板３０１の表面側から観察すると、例えば半径４ｍｍ程度の略円形である。投射光Ｌ１は、溶接部ｘの中心部より外側の外周部に設定された外周軌跡Ｐに沿って走査される。すなわち、制御部１４０は、投射光Ｌ１の投射中心が外周軌跡Ｐに沿って移動するように、ガルバノミラー１２１、１２２の反射面を連続的に調整する。以下の説明では、このように投射光Ｌ１の投射中心を外周軌跡Ｐに沿って移動させる動作を外周走査と呼ぶ。
【００２１】
溶接中において溶接部ｘは、部分的にあるいは全体的に溶融し、その表面の凹凸形状も変化する。投射光Ｌ１は、表面の凹凸形状や溶融状態等により、さまざま方向に散乱光となって反射するが、その散乱は一様ではなく、強度分布を持って反射する。戻光Ｌ２は、上述の通り、散乱光のうち投射光Ｌ１と同じ光路を辿る反射光である。したがって、戻光Ｌ２の強度は、投射光Ｌ１が溶接部ｘの表面に対してより垂直に近い状態で入射するほど大きい。
【００２２】
投射光Ｌ１は、溶接部ｘの中心部に投射され得る。すなわち、制御部１４０は、投射光Ｌ１の投射中心が溶接部ｘの中心部に位置するように、ガルバノミラー１２１、１２２の反射面を調整することができる。この状態においても、制御部１４０は、受光センサ１３１を介して戻光Ｌ２の強度を検出することができる。
【００２３】
図３は、鋼板３０１、３０２、３０３のそれぞれの間の間隙である板隙が小さい場合における、溶接良品の断面の様子と戻光の関係を示す断面図である。板隙が小さく、溶接が良好に行われた場合の溶接部ｘの表面Ａは、平坦に近いなだらかな凹曲面、すなわち曲率半径が大きい凹曲面となる。また、溶接部ｘの中心部における厚さである中心厚Ｂは、表面の曲率半径が大きい分、厚くなる。
【００２４】
このような形状において、溶接後の検査における中心部の戻光である戻光ａの強度は、一定で強い。すなわち、受光センサ１３１は、平均的に大きな値を出力する。また、外周部の戻光である戻光ｂの強度は、溶接中における外周走査時においても、溶接後の検査における外周走査時においても強い。すなわち、受光センサ１３１は、外周走査の時間経過に沿って大きな値を継続的に出力する。受光センサ１３１がこのような出力をするのは、表面Ａの曲率半径が大きく投射光Ｌ１の多くが戻光ａ、ｂとなって投射方向に反射するからと考えられる。なお、図においては、中心部に対する投射光Ｌ１と外周部に対する投射光Ｌ１を簡易的に平行に表している。以下の図面も同様である。
【００２５】
図４は、板隙が大きい場合における、溶接良品の断面の様子と戻光の関係を示す断面図である。鋼板３０１と鋼板３０２の間に間隙があり、また、鋼板３０２と鋼板３０３の間にも間隙があるような場合であっても、相互の溶接が良好に行われる場合がある。このような場合において、溶接後における溶接部ｘの表面Ｃは、窪みが大きな凹曲面、すなわち曲率半径が小さい凹曲面となる。また、溶接部ｘの中心部における厚さである中心厚Ｄは、表面の曲率半径が小さい分、薄くなる。
【００２６】
このような形状において、溶接後の検査における中心部の戻光である戻光ｃの強度は、例えば数ｍｓｅｃ程度の間投射光Ｌ１の投射を継続すると、徐々に低下する。すなわち、受光センサ１３１は、時間の経過に沿って漸減する値を出力する。受光センサ１３１がこのような出力をするのは、中心厚Ｄが薄いために投射光Ｌ１の継続的な投射により中心部が溶融し始め、投射光Ｌ１が投射される部分に局所的な窪みが徐々に深く形成されることで、散乱光の割合が増えて戻光ｄの割合が減るからである。なお、さらに投射光Ｌ１の投射を続けると、窪みは貫通し、戻光ｄはなくなる。また、外周部の戻光である戻光ｄの強度は、溶接中における外周走査時においては、外周走査を進めるに従って徐々に低下する。すなわち、受光センサ１３１は、外周走査の時間経過に沿って漸減する値を出力する。受光センサ１３１がこのような出力をするのは、走査時間の経過と共に溶接部ｘが溶融して全体的に徐々に落ち込み、外周部の傾斜角度が漸増するからと考えられる。また、外周部の戻光である戻光ｄの強度は、溶接後の検査における外周走査時においては、一定で弱い。すなわち、受光センサ１３１は、平均的に小さな値を出力する。受光センサ１３１がこのような出力をするのは、表面Ｃが曲率半径の小さい凹曲面であり、外周部の傾斜角度が大きいからと考えられる。
【００２７】
図５は、裏片落ちが生じた溶接不良品の断面の様子と戻光の関係を示す断面図である。鋼板３０１と鋼板３０２の間に間隙があり、また、鋼板３０２と鋼板３０３の間にも間隙があるような場合に、裏面側に位置する鋼板３０２と鋼板３０３の間の接合が部分的になってしまうことがしばしば発生する。このような接合は、いわゆる裏片落ちとして溶接不良と判断される。このような場合において、溶接後における溶接部ｘの表面Ｅは、表面Ａに類似して、平坦に近いなだらかな凹曲面、すなわち曲率半径が大きい凹曲面となる。一方で、溶接部ｘの中心部における厚さである中心厚Ｆは、裏片落ちをしている分、薄くなる。
【００２８】
このような形状において、溶接後の検査における中心部の戻光である戻光ｅの強度は、例えば数ｍｓｅｃ程度の間投射光Ｌ１の投射を継続すると、徐々に低下する。すなわち、受光センサ１３１は、時間の経過に沿って漸減する値を出力する。受光センサ１３１がこのような出力をするのは、中心厚Ｆが薄いために投射光Ｌ１の継続的な投射により中心部が溶融し始め、投射光Ｌ１が投射される部分に局所的な窪みが徐々に深く形成されることで、散乱光の割合が増えて戻光ｅの割合が減るからである。また、外周部の戻光である戻光ｄの強度は、溶接中における外周走査時においては、外周走査を進めるに従って徐々に低下する。すなわち、受光センサ１３１は、外周走査の時間経過に沿って漸減する値を出力する。受光センサ１３１がこのような出力をするのは、走査時間の経過と共に溶接部ｘが溶融して、図４の状況と同様に一旦は全体的に徐々に落ち込み、外周部の傾斜角度が漸増するからと考えられる。また、その後、溶融池が部分的に鋼板３０３から離れ、表面が上昇して図示する状態になると考えられる。したがって、溶接後の検査において外周走査を行うときの戻光ｄの強度は強い。すなわち、受光センサ１３１は、外周走査の時間経過に沿って大きな値を継続的に出力する。
【００２９】
以上に説明したそれぞれの状況を、時間経過に対する受光センサ１３１の出力の関係から説明する。図６は、溶接中の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフであって、図３に示す板隙小の良品における推移を示す。横軸は、外周走査により溶接を行う時間経過を表し、縦軸は、戻光の強度を表す。一定時間ごとにサンプリングされた出力値は、実線で結ばれて表されている。サンプルされた出力値に対して、最小二乗法により直線を当てはめると、点線で示す傾きｋの直線となる。この傾きｋは、一点鎖線で示す基準線の傾きｋ１よりも大きい。すなわち、時間経過と共に漸減する傾向ではないと判断できる。なお、基準となる傾きｋ１は、実験によりあるいはシミュレーションにより予め定められた値であり、溶接中の戻光強度が溶接の経過と共にどれくらい低下すれば「漸減する傾向」と判断できるかを表す評価値である。また、以下の説明におけるサンプル値の直線化は、最小二乗法の適用に限らず、デジタルローパスフィルタを通過させるなどの処理であっても良い。
【００３０】
図７は、溶接中の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフであって、図４に示す板隙大の良品と、図５に示す裏片落ちの不良品における推移を示す。これらは、溶接中の一定期間において同じ傾向が観察されるので、模式的に纏めて示す。グラフの形式は図６と同様である。板隙大の良品と裏片落ちの不良品の場合には、最小二乗法により当てはめた点線で示す直線の傾きｋは、一点鎖線で示す基準線の傾きｋ１よりも小さい。すなわち、時間経過と共に漸減する傾向であると判断できる。
【００３１】
図８は、溶接後の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフであて、図３に示す板隙小の良品と、図５に示す裏片落ちの不良品における推移を示す。これらは、同じ傾向が観察されるので、模式的に纏めて示す。グラフの形式は図６と同様である。サンプルされた出力値の平均値はｍであり、点線で示す。この平均値ｍは、一点鎖線で示す基準の平均値ｍ１よりも大きい。すなわち、全体的に戻光が強いと判断できる。なお、基準となる平均値ｍ１は、実験によりあるいはシミュレーションにより予め定められた値である。
【００３２】
図９は、溶接後の外周走査に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフであって、図４に示す板隙大の良品における推移を示す。グラフの形式は図８と同様である。サンプルされた出力値の平均値はｍであり、点線で示す。この平均値ｍは、一点鎖線で示す基準の平均値ｍ１よりも小さい。すなわち、全体的に戻光が弱いと判断できる。
【００３３】
図１０は、溶接後の中心投射に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフであって、図３に示す板隙小の良品と、図５に示す裏片落ちの不良品における推移を示す。これらは、同じ傾向が観察されるので、模式的に纏めて示す。グラフの形式は図６と同様である。サンプルされた出力値に対して、最小二乗法により直線を当てはめると、点線で示す傾きｋの直線となる。この傾きｋは、一点鎖線で示す基準線の傾きｋ２よりも大きい。すなわち、時間経過と共に漸減する傾向ではないと判断できる。なお、基準となる傾きｋ２は、実験によりあるいはシミュレーションにより予め定められた値であり、溶接後の戻光強度が溶接の経過と共にどれくらい低下すれば「漸減する傾向」と判断できるかを表す評価値である。
【００３４】
図１１は、溶接後の中心投射に対する戻光強度の推移を模式的に示すグラフであって、図４に示す板隙大の良品における推移を示す。グラフの形式は図１０と同様である。板隙大の良品の場合には、最小二乗法により当てはめた点線で示す直線の傾きｋは、一点鎖線で示す基準線の傾きｋ２よりも小さい。すなわち、時間経過と共に漸減する傾向であると判断できる。
【００３５】
以上説明した現象および演算を利用した、溶接の良否を判定する２つの方法を説明する。図１２は、第１の方法により溶接の良否を判定する処理フローである。フローは、ワーク３００が設置され、レーザ加工装置１００が起動され、諸々の設定が入力された時点から開始される。
【００３６】
制御部１４０は、ステップＳ１０１で、溶接部ｘに対して溶接用の投射光Ｌ１の投射を開始すると共に、ガルバノミラー１２１、１２２を調整して外周走査を開始することで、溶接を開始する。そして、ステップＳ１０２で、一定時間ごとに受光センサ１３１から戻光の出力値を得ることにより、戻光の検出を行う。ステップＳ１０３へ進み、外周走査が終了したか否かを判断する。終了していないと判断したら、ステップＳ１０２へ戻り、外周走査を継続する。終了したと判断したら、ステップＳ１０４へ進む。
【００３７】
制御部１４０は、ステップＳ１０４で、受光センサ１３１から得た出力値に対して直線化を施し、直線の傾きｋを算出する。そして、ステップＳ１０５で、傾きｋが基準となる傾きｋ１より大きいかを判断する。大きいと判断したらステップＳ１０６へ進み、板隙小の良品と判断し、表示部１６０へ判断結果を表示して一連の処理を終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１０５で、制御部１４０は、傾きｋが基準となる傾きｋ１より大きくないと判断したらステップＳ１０７へ進む。制御部１４０は、ステップＳ１０７で、溶接部ｘに対して検査用の投射光Ｌ１の投射を開始すると共に、ガルバノミラー１２１を調整して外周走査を開始することで、外周検査を開始する。そして、ステップＳ１０８で、一定時間ごとに受光センサ１３１から戻光の出力値を得ることにより、戻光の検出を行う。ステップＳ１０９へ進み、外周走査が終了したか否かを判断する。終了していないと判断したら、ステップＳ１０８へ戻り、外周走査を継続する。終了したと判断したら、ステップＳ１１０へ進む。
【００３９】
制御部１４０は、ステップＳ１１０で、受光センサ１３１から得た出力値から平均値ｍを算出する。そして、ステップＳ１１１で、平均値ｍが基準となる平均値ｍ１より大きいかを判断する。大きくないと判断したらステップＳ１１２へ進み、板隙大の良品と判断し、表示部１６０へ判断結果を表示して一連の処理を終了する。大きいと判断したらステップＳ１１３へ進み、裏片落ちの不良品と判断し、表示部１６０へ判断結果を表示して一連の処理を終了する。以上の処理により、溶接の良否を判定できる。特に、裏片落ちの不良品を精度良く見つけ出すことができる。
【００４０】
図１３は、第２の方法により溶接の良否を判定する処理フローである。フローは、ワーク３００が設置され、レーザ加工装置１００が起動され、諸々の設定が入力された時点から開始される。
【００４１】
制御部１４０は、ステップＳ２０１で、溶接部ｘに対して溶接用の投射光Ｌ１を投射すると共に、ガルバノミラー１２１、１２２を調整して外周走査を実行して、溶接を完了させる。その後、ステップＳ２０２で、検査用の投射光Ｌ１に切り替え、ガルバノミラー１２１、１２２を調整して溶接部ｘの中心部の検査を開始する。
【００４２】
制御部１４０は、ステップＳ２０３で、一定時間ごとに受光センサ１３１から戻光の出力値を得ることにより、戻光の検出を行う。ステップＳ２０４へ進み、所定時間が経過したか否かを判断する。経過していないと判断したら、ステップＳ２０３へ戻り、戻光の検出を継続する。経過したと判断したら、ステップＳ２０５へ進む。
【００４３】
制御部１４０は、ステップＳ２０５で、受光センサ１３１から得た出力値に対して直線化を施し、直線の傾きｋを算出する。そして、ステップＳ２０６で、傾きｋが基準となる傾きｋ２より大きいかを判断する。大きいと判断したらステップＳ２０７へ進み、板隙小の良品と判断し、表示部１６０へ判断結果を表示して一連の処理を終了する。
【００４４】
一方、ステップＳ２０６で、制御部１４０は、傾きｋが基準となる傾きｋ２より大きくないと判断したらステップＳ２０８へ進む。制御部１４０は、ステップＳ２０８で、溶接部ｘに対して検査用の投射光Ｌ１の投射を開始すると共に、ガルバノミラー１２１を調整して外周走査を開始することで、外周検査を開始する。そして、ステップＳ２０９で、一定時間ごとに受光センサ１３１から戻光の出力値を得ることにより、戻光の検出を行う。ステップＳ２１０へ進み、外周走査が終了したか否かを判断する。終了していないと判断したら、ステップＳ２０９へ戻り、外周走査を継続する。終了したと判断したら、ステップＳ２１１へ進む。
【００４５】
制御部１４０は、ステップＳ２１１で、受光センサ１３１から得た出力値から平均値ｍを算出する。そして、ステップＳ１１１で、平均値ｍが基準となる平均値ｍ１より大きいかを判断する。大きくないと判断したらステップＳ２１３へ進み、板隙大の良品と判断し、表示部１６０へ判断結果を表示して一連の処理を終了する。大きいと判断したらステップＳ２１４へ進み、裏片落ちの不良品と判断し、表示部１６０へ判断結果を表示して一連の処理を終了する。以上の処理によっても、溶接の良否を判定できる。特に、裏片落ちの不良品を精度良く見つけ出すことができる。
【００４６】
以上に説明した本実施形態に係る各態様を以下のように纏めることができる。
＜態様１＞
レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する溶接判定装置であって、
溶接箇所のうち中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度を取得する取得部と、
前記取得部が取得した溶接中の前記強度と溶接後の前記強度とに基づいて前記溶接箇所の不良判定を行う判定部と
を備え、
前記判定部は、溶接中の前記強度が溶接の経過と共に予め定められた閾値よりも低下し、溶接後の前記外周部の複数箇所における前記強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する溶接判定装置。
【００４７】
＜態様２＞
レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する判定方法であって、
前記溶接箇所の溶接中に、前記溶接箇所のうち中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度を取得する第１取得ステップと、
前記溶接箇所の溶接後に、前記外周戻光の強度を取得する第２取得ステップと、
前記第１ステップで取得された前記強度が溶接の経過と共に予め定められた閾値よりも低下し、前記第２ステップで取得された前記外周部の複数箇所における前記強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する判定ステップと
を含む判定方法。
【００４８】
＜態様３＞
レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する判定プログラムであって、
前記溶接箇所の溶接中に、前記溶接箇所のうち中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度を取得する第１取得ステップと、
前記溶接箇所の溶接後に、前記外周戻光の強度を取得する第２取得ステップと、
前記第１ステップで取得された前記強度が溶接の経過と共に予め定められた閾値よりも低下し、前記第２ステップで取得された前記外周部の複数箇所における前記強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する判定ステップと
をコンピュータに実行させる判定プログラム。
【００４９】
＜態様４＞
レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する溶接判定装置であって、
溶接箇所のうち中心部に投射されたレーザ光の反射光である中心戻光の強度と、前記中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した溶接後の前記中心戻光の強度と溶接後の前記外周戻光の強度とに基づいて前記溶接箇所の不良判定を行う判定部と
を備え、
前記判定部は、前記中心戻光の強度が前記レーザ光の投射時間と共に予め定められた閾値より低下し、複数箇所における前記外周戻光の強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する溶接判定装置。
【００５０】
＜態様５＞
レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する判定方法であって、
前記溶接箇所の溶接後に、溶接箇所のうち中心部に投射されたレーザ光の反射光である中心戻光の強度を取得する第１取得ステップと、
前記溶接箇所の溶接後に、前記中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度を取得する第２取得ステップと、
前記第１取得ステップで取得された前記中心戻光の強度が前記レーザ光の投射時間と共に予め定められた閾値より低下し、前記第２取得ステップで取得された複数箇所における前記外周戻光の強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する判定ステップと
を含む判定方法。
【００５１】
＜態様６＞
レーザ溶接による溶接箇所の不良溶接を判定する判定プログラムであって、
前記溶接箇所の溶接後に、溶接箇所のうち中心部に投射されたレーザ光の反射光である中心戻光の強度を取得する第１取得ステップと、
前記溶接箇所の溶接後に、前記中心部より外側の外周部に投射されたレーザ光の反射光である外周戻光の強度を取得する第２取得ステップと、
前記第１取得ステップで取得された前記中心戻光の強度が前記レーザ光の投射時間と共に予め定められた閾値より低下し、前記第２取得ステップで取得された複数箇所における前記外周戻光の強度の平均値が予め定められた閾値よりも大きい場合に不良溶接と判定する判定ステップと
をコンピュータに実行させる判定プログラム。
【００５２】
なお、以上の図を用いて説明したレーザ加工装置１００は、溶接箇所の良否を判定する溶接判定装置としての機能を包含する装置として説明した。しかし、溶接判定装置は、溶接装置から独立した装置であっても良い。例えば、レーザ加工装置が受光センサまでを備え、外部インタフェースを介して検出した強度値を出力できるのであれば、溶接判定装置は、その外部インタフェースに接続して、強度値を取得する。そして、取得した強度値を用いて上述の演算と判定を行えば良い。この場合は、専用の溶接判定装置であっても良いし、判定プログラムが実行されるＰＣを溶接判定装置として機能させても良い。
【００５３】
以上説明した実施形態において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現し得る。便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００５４】
１００  レーザ加工装置、１１０  レーザ発振器、１１１  光ファイバ、１２０  光学系、１２１、１２２  ガルバノミラー、１２３、１２４  アクチュエータ、１２５  ビームスプリッタ、１２６  焦点調整レンズ、１２７  ミラー、１２８  保護ガラス、１３０  受光器、１３１  受光センサ、１４０  制御部、１５０  メモリ、１６０  表示部、３００  ワーク、３０１、３０２、３０３  鋼板
【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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【図１２】
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【図１３】
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