(57)【要約】  制御装置(６０)からワーク(Ｗ)又はＣＷレーザ出射ユニット(１６)或いはＣＷレーザ出射ユニット(１６)の出射方向を移動させる移動装置(１７)に駆動パルス信号を出力して所定の動作を行わせると共に前記駆動パルス信号から移動装置(１７)又はＣＷレーザ(Ｌ)の移動時の速度を演算し、演算された該速度に合わせてワーク(Ｗ)に向けて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果を制御装置(６０)からＣＷレーザ発生装置(１２)に出力し、ＣＷレーザ出射ユニット(１６)を介してワーク(Ｗ)を溶接する。
2014080442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置からワーク又はＣＷレーザ出射ユニット或いはＣＷレーザ出射ユニットの出射方向を移動させる移動装置に駆動パルス信号を出力して所定の動作を行わせると共に前記駆動パルス信号から移動装置又はＣＷレーザの移動時の速度を演算し、演算された該速度に合わせてワークに向けて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果を制御装置からＣＷレーザ発生装置に出力し、ＣＷレーザ出射ユニットを介してワークを溶接することを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項２】
制御装置からワーク又はＣＷレーザ出射ユニット或いはＣＷレーザ出射ユニットの出射方向を移動させる移動装置に駆動パルス信号を出力して所定の動作を行わせ、前記駆動パルス信号に基づいて移動した移動装置から出力された移動パルス信号を制御装置が受けて移動装置又はＣＷレーザの移動時の速度を演算すると共に演算された該速度に合わせてワークに向けて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果を制御装置からＣＷレーザ発生装置に出力し、ＣＷレーザ出射ユニットを介してワークＷを溶接することを特徴とするＣＷレーザ溶接方法。
【請求項３】
ワーク又はＣＷレーザ出射ユニット或いはＣＷレーザ出射ユニットの出射方向を移動させる移動装置と、ＣＷレーザ光をワークに向けて出射するＣＷレーザ出射ユニットを具備するＣＷレーザ発生装置と、移動装置とＣＷレーザ発生装置とを制御する制御装置とで構成され、  移動装置は、制御装置から移動パルス信号を受けて所定の動作を行い、  制御装置は、移動装置を所定の動作を行わせるための移動パルス信号を移動装置に出力すると共に該移動パルス信号により移動装置又はＣＷレーザの移動時の速度を演算すると共に演算された該速度に合わせて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果をＣＷレーザ発生装置に出力し、  ＣＷレーザ発生装置は、入力した該演算結果に従ってＣＷレーザ出射ユニットからワークにＣＷレーザ光を出射してワークを溶接することを特徴とするＣＷレーザ溶接装置。
【請求項４】
ワーク又はＣＷレーザ出射ユニット或いはＣＷレーザ出射ユニットの出射方向を移動させる移動装置と、ＣＷレーザ光をワークに向けて出射するレーザ出射ユニットを具備するＣＷ発生装置と、移動装置とＣＷレーザ発生装置とを制御する制御装置とで構成され、  移動装置は、制御装置から移動パルス信号を受けて所定の動作を行うと共に該動作に対応する移動パルス信号を制御装置に出力し、  制御装置は、移動装置からの移動パルス信号を受けて移動装置又はＣＷレーザＬの移動時の速度を演算すると共に演算された該速度に合わせて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果をＣＷレーザ発生装置に出力し、  ＣＷレーザ発生装置は、入力した該演算結果に従ってＣＷレーザ出射ユニットからワークにＣＷレーザ光を出射してワークを溶接することを特徴とするＣＷレーザ溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ポロシティや溶接不足など溶接不良が生じにくいレーザ溶接方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  レーザ溶接は、アーク溶接，抵抗溶接或いはガス溶接と云った他の溶接方法に比べて溶接部の位置決め精度が高く且つ微細領域での溶接が可能であるため溶接部周囲への熱的影響が少ないことから、電子部品の製造プロセスにおけるワークの溶接手段として多用されている。【０００３】  例えば、電子機器用電源として利用されている角型電池の封口には、このレーザ溶接が用いられている。ここで、角型電池とは、リチウムイオン二次電池等の電池要素を厚みの薄い角筒状の電池外装缶に密閉・収納した電池であり、具体的には以下の方法で製造される。即ち、電池要素を収納したステンレス、アルミニウム等の金属からなる角型の電池外装缶の開口端部に導電接続端子等を備えた蓋体を嵌合し、電池外装缶と蓋体との嵌合部分にレーザ光を照射して当該部分をレーザシーム溶接により気密的且つ耐圧的に溶接して製造される。この溶接に使用されるレーザ溶接装置は、従来、パルスレーザ光を用い、パルスレーザ光の走査速度としてパルスレーザ光の繰り返し数（ｐｐｓ）や出力を変更することで対応し、所定の品質を達成していた。【０００４】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２４６１８号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０１１−２０４３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  レーザシーム溶接にあっては、そのレーザ光の照射ラインにおいて、ワークの材質や厚み、接合されるワーク形状や溶接部位のワーク間の隙間に起因する溶接領域からその周辺部位への熱伝導速度の相違、照射ラインが直線だけでなくカーブや高低など曲線を含む場合、更にはレーザ出射ユニットの走査時における溶接開始から高速安定走行までのワークの移動速度の立ち上がりや、高速走行から溶接終了までのワークの移動速度の立下りの速度変化、カーブでの減速又は増速など、種々の溶接条件の不均一に起因する溶接不良、例えば、ポロシティや溶け込み不足などが生じる。このような場合には、各溶接部位における溶接を適切に行うために各溶接部位に付与されるレーザ光の走査速度や照射エネルギを変更して溶接部位に照射される単位面積当たりの照射エネルギを適切な範囲内にする必要がある。【０００８】  この点、パルスレーザ光を用いたレーザシーム溶接においては、パルスレーザ光の走査速度は一定のまま、パルスレーザ光の繰り返し数（ｐｐｓ）や出力を変更することによってレーザシーム溶接において問題となるポロシティ発生や溶接不足などに対して容易に対応することができていた。【０００９】  一方、シーム溶接においては、パルスレーザ光の採用によって、品質面では上記のように対応することができていたのであるが、生産面では溶接のタクトタイムを短くすることが強く望まれており、後述の理由からパルスレーザに代えて連続発振のＣＷレーザ（Continuous wave laser）を用いることが喫緊の課題となっている。【００１０】  ＣＷ型レーザ発生装置（このようなＣＷレーザを発振するレーザ装置として、ＹＡＧレーザ装置が好適に用いられている。）は、主としてレーザダイオードを励起源とするものであり、現在では、数ｋＷ〜２０ｋＷ程度のものが知られており、レーザシーム溶接を高速に行うことができる。即ち、パルスレーザと異なりＣＷレーザでは、シーム溶接に際しては、新たな部分を溶融させるための熱としてレーザ光による入熱だけでなく、既に溶融している部分から周囲に拡散しようとしている熱が加わるため、平均出力が同じであれば前述のパルスレーザよりも溶接速度は早くなる。【００１１】  しかしながら、ＣＷレーザ光を用いたレーザシーム溶接においては、前記のような溶接条件の変化、特に、直線やカーブなど曲線、立ち上がり、立下り時などのワーク移動の速度変化に対してＣＷレーザ光の照射エネルギの変化が十分に対応が出来ていないため、溶接部位にポロシティや、逆に溶接不足などの発生が見られ、溶接仕上がりが悪くなり易いといった問題点が指摘されていた。【００１２】  そこで、特許文献１では、ＣＷレーザ光の出力を一定に制御しつつ、前記ＣＷレーザ光の走査速度を可変制御することによって、ワークをレーザシーム溶接する際に、ＣＷレーザ光の出力を一定に制御して各溶接部位における溶接を適切に行い、ワークの全体的な溶接仕上がりを向上させるとしている。特に、走査速度の可変制御として、溶接開始時の走査速度を溶接開始時の溶接部位に対する溶接進行側の溶接部位における走査速度よりも低速に制御したり、厚みが相対的に厚い溶接部位では、走査速度を、厚みが相対的に薄い前記溶接部位の走査速度よりも低速に制御したり、溶接部位が曲線状に変位する走査区間では、走査速度を直線状走査区間における前記走査速度よりも高速に制御するとしている。そして、このような走査方法を取ることで当該部位の溶接を適切に行うことができる、としている。【００１３】  特許文献２では、電池外装缶と前記外装缶の開口に配置される蓋板との嵌合部をＣＷ型レーザ溶接装置からのレーザ光を、溶接開始領域においてはその出力をパルス的に変調させながら走査し、その後にレーザ光の出力を一定として走査することで解決しようとしている。即ち、ＣＷ型レーザ溶接装置からのレーザ光の出力をパルス的に変調させると、その平均出力は一定出力のＣＷ型レーザ溶接装置からのレーザ光の平均出力よりも低下するので、立ち上がり時や立下り時のように走査速度が漸増・減する領域ではＣＷ型レーザ溶接装置からの平均出力を漸増・減して照射部位における溶け過ぎや溶融不足を抑制することが出来るとされている。【００１４】  しかしながら、前者はＣＷレーザ光の出力を一定に制御しつつ、前記ＣＷレーザ光の走査速度を可変制御するため、溶接開始から終了まで溶接条件の変更に合わせて速度変化を変えるためのプログラムを作成しなければならない。後者は、溶接開始から終了までの走査速度を予め設定し、これに合わせて各照射部位に与えるレーザ光の出力をプログラミングし、このプログラムに従って溶接を実行して行かねばならない。その場合、ワークが変わるとプログラムも全て書き直さねばならず、大量生産の場合は兎も角、多品種少量生産の場合や溶接ラインが複雑な場合には対応することが出来ない。【００１５】  本発明は、上述のようなＣＷレーザ溶接装置を用いたレーザシーム溶接において、照射部位に与えるレーザ光の出力が所定範囲内になるように速度プログラムを予め用意したり、溶接条件の変更に合わせて照射部位に与えるレーザ光の出力が所定範囲内になるように照射部位に与えるレーザ光の出力プログラムを予め用意したりするようなことは必要とせず、溶接開始から終了まで溶接ラインに沿ってレーザ光を走査させるだけで溶接部位に所定範囲内の出射エネルギを安定して供給することが出来るレーザ溶接方法とその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】
【００１６】  請求項１に記載のレーザ溶接方法（第１方法）は、「制御装置６０からワークＷ又はＣＷレーザ出射ユニット１６或いはＣＷレーザ出射ユニット１６の出射方向を移動させる移動装置１７に駆動パルス信号を出力して所定の動作を行わせると共に前記駆動パルス信号から移動装置１７又はＣＷレーザＬの移動時の速度を演算し、演算された該速度に合わせてワークＷに向けて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果を制御装置６０からＣＷレーザ発生装置１２に出力し、ＣＷレーザ出射ユニット１６を介してワークＷを溶接する」ことを特徴とする。【００１７】  請求項２に記載のＣＷレーザ溶接方法（第２方法）は、「制御装置６０からワークＷ又はＣＷレーザ出射ユニット１６或いはＣＷレーザ出射ユニット１６の出射方向を移動させる移動装置１７に駆動パルス信号を出力して所定の動作を行わせ、前記駆動パルス信号に基づいて移動した移動装置１７から出力された移動パルス信号を制御装置６０が受けて移動装置１７又はＣＷレーザＬの移動時の速度を演算すると共に演算された該速度に合わせてワークＷに向けて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果を制御装置６０からＣＷレーザ発生装置１２に出力し、ＣＷレーザ出射ユニット１６を介してワークＷを溶接する」ことを特徴とする。【００１８】  請求項３に記載のレーザ溶接装置１０（第１装置）は、第１方法を実施する装置で、  ワークＷ又はＣＷレーザ出射ユニット１６或いはＣＷレーザ出射ユニット１６の出射方向を移動させる移動装置１７と、ＣＷレーザ光ＬをワークＷに向けて出射するＣＷレーザ出射ユニット１６を具備するＣＷレーザ発生装置１２と、移動装置１７とＣＷレーザ発生装置１２とを制御する制御装置６０とで構成され、  移動装置１７は、制御装置６０から移動パルス信号を受けて所定の動作を行い、  制御装置６０は、移動装置１７を所定の動作を行わせるための移動パルス信号を移動装置１７に出力すると共に該移動パルス信号により移動装置１７又はＣＷレーザＬの移動時の速度を演算すると共に演算された該速度に合わせて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果をＣＷレーザ発生装置１２に出力し、  ＣＷレーザ発生装置１２は、入力した該演算結果に従ってＣＷレーザ出射ユニット１６からワークＷにＣＷレーザ光Ｌを出射してワークＷを溶接することを特徴とする。【００１９】  請求項４に記載のレーザ溶接装置（第２装置）は、第２方法を実施する装置で、  ワークＷ又はＣＷレーザ出射ユニット１６或いはＣＷレーザ出射ユニットの出射方向を移動させる移動装置１７と、ＣＷレーザ光ＬをワークＷに向けて出射するＣＷレーザ出射ユニット１６を具備するＣＷ発生装置１２と、移動装置１６とＣＷレーザ発生装置１２とを制御する制御装置６０とで構成され、  移動装置１６は、制御装置６０から移動パルス信号を受けて所定の動作を行うと共に該動作に対応する移動パルス信号を制御装置６０に出力し、  制御装置６０は、移動装置１６からの移動パルス信号を受けて移動装置１６又はＣＷレーザＬの移動時の速度を演算すると共に演算された該速度に合わせて出射すべきレーザ出力を演算し、該演算結果をＣＷレーザ発生装置１２に出力し、  ＣＷレーザ発生装置１２は、入力した該演算結果に従ってＣＷレーザ出射ユニット１６からワークＷにＣＷレーザ光Ｌを出射してワークＷを溶接することを特徴とする。【００２０】  上記において、ワークＷ又はＣＷレーザ出射ユニット１６を移動させる移動装置１７としては、ワークＷ又はＣＷレーザ出射ユニット１６を載置して移動させる周知のＸＹテーブル等であり、ＣＷレーザ出射ユニットの出射方向を移動させる移動装置１７としては、周知のガルバノメータ・スキャナなどがある。いずれもサーボモータ或いはステッピングモータ駆動が採用されている。【００２１】  本発明は、移動装置１６又はＣＷレーザＬの移動に供される駆動パルス信号又は前記移動により生成された移動パルス信号に基づいて制御装置６０がＣＷレーザ光Ｌの出力を演算し、溶接部位が所定範囲内で照射されるようにＣＷレーザ出射ユニット１６がワークＷにＣＷレーザ光Ｌを出射するものであるから、増・減速走査領域Ｓや高速走査領域Ｈに拘わらず自動的に前記移動速度に同期してレーザ光Ｌの出力が調整されることになる。その結果、ＣＷ型レーザ溶接装置１０を用いたとしても、上記プログラムを必要とすることなく過不足のない適切なＣＷレーザ溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＣＷレーザ溶接方法を実施するＣＷレーザ装置の第１実施例を示す概略構成図
【図２】同第２実施例を示す概略構成図
【図３】同第３実施例の要部概略構成図
【図４】図１、２のＣＷレーザ出射ユニットの部分詳細図
【図５】本発明に係るＣＷレーザ溶接方法を適用したワークの平面図
【図６】本発明に係るワークとＣＷレーザ相対移動速度変化とＣＷレーザ波形及びレーザ出力との関係を示す図
【発明の実施の形態】
【００２３】  以下、本発明を図面に従って詳述する。図１は本発明に係る第１実施例のＣＷ型ＹＡＧレーザ溶接装置１０のブロック回路図である。この図が示すように、本実施例のＣＷ型ＹＡＧレーザ溶接装置１０は、大略、レーザ出射ユニット１６を具備するレーザ発生装置１２、パターン認識装置１４、移動装置１７及び制御装置６０で構成されている。
【００２４】  ＹＡＧレーザ発生装置１２はレーザ出射ユニット１６を具備し、装置本体１２ａは図示しない光増幅器と光共振器を内蔵しており、光共振器内で光を発振させることによってレーザ出力が得られる。ＣＷレーザ光Ｌは連続して一定で出力したものである。このＣＷレーザ光ＬはＣＷレーザ光Ｌの励起源を断続制御することで、パルスレーザ光に変調することが出来、且つ、変調したパルスレーザ光の出力値をゼロから最大ＣＷ値まで変更することも出来、更にはそのパルス幅並びにその両方を同時に制御することも出来る（変調パルス発振方式）。
【００２５】  パターン認識装置１４は、ワークＷの表面の画像を撮像すると共に、撮像した画像を解析してデジタル信号に変換するＣＣＤカメラを有する。このＣＣＤカメラは制御装置２０内のＣＰＵ６１に接続されている。このため、パターン認識装置１４で取り込んだワークＷの画像は、デジタル信号に変換され制御装置６０のＣＰＵ６１に送り込まれるようになっている。
【００２６】  レーザ出射ユニット１６は、シングルレンズ，ダブルレットレンズ，トリプルレットレンズ，平凸レンズ，シリンドリカルレンズ，その他各種レンズ系を組み合わせた光学系５０で構成されており、カプラ５１、５２を介してレーザ発生装置１２の装置本体１２ａとレーザ出射ユニット１６とがレーザトランスファ部材５４で接続され、レーザ光Ｌがレーザ出射ユニット１６に入力するようになっている。
【００２７】  移動装置１７は、例えば、ＸＹ方向の２軸、又はＸＹＺ方向の３軸或いはこれに回転方向を加えた４軸のネジ機構とガイドレール（図示せず。）によって三次元的に移動するテーブル１８と、ネジ機構を介してテーブル１８を駆動するサーボモータ１９(又はステッピングモータ)及び必要に応じて設けられるエンコーダ２０とが組み合わされたテーブル方式のものや、図３に示すような、コリメーションレンズ２５、Ｘ軸スキャンミラー２６Ｘ、Ｙ軸スキャンミラー２６Ｙ，ｆθレンズ２７、Ｘ軸スキャンミラー２６Ｘを駆動するＸ軸サーボモータ又はＸ軸ステッピングモータで構成されたＸ軸ガルバノメータ１９Ｘ、必要に応じて設けられるＸ軸エンコーダ２０Ｘ、Ｙ軸スキャンミラー２６Ｙを駆動するＹ軸サーボモータ又はＹ軸ステッピングモータで構成されたＹ軸ガルバノメータ１９Ｙ、必要に応じて設けられるＹ軸エンコーダ２０Ｙとで構成されるガルバノメータ・スキャナ方式のものがある。図１、２では、テーブル式の移動装置１７を、簡便のため、１軸のみで示す。なお、エンコーダ２０は、サーボモータ１９（ガルバノメータ１９）又はサーボモータ１９に接続されたネジ軸（図示せず。）に装着されている。図３で、Ｘ、Ｙ軸のそれぞれを統一した上位概念で表す場合は、Ｘ、Ｙの添え字を省略する。
【００２８】  Ｘ軸スキャンミラー２６ＸとＹ軸スキャンミラー２６Ｙとは互いに直交するように配置され、それぞれはＸ、Ｙ軸ガルバノメータ１９Ｘ、１９Ｙにて回動（首振り）するようになっていて、ＣＷレーザ光Ｌを反射する光路となっている。そして、それぞれＣＰＵ６１からのＸ，Ｙ方向スキャニング制御信号（駆動パルス信号）の指定する角度で首振り動作を行う。ガルバノメータ１９には必要に応じてエンコーダ２０が取り付けらている。
【００２９】  ワークＷは外装缶１と蓋２及び収納される電池要素（図示せず）とで構成され、この実施例では外装缶１と蓋２との接合ラインが溶接ラインＷＬとなる。ワークＷは直方体、立方体、円筒形など種々の形状のものがあり、溶接条件や溶接ラインＷＬの形状は平面的な蓋２の外周や立体的な外装缶１の外周であるなど様々である。ここでは図５に示すように、平面形状がコーナー部分で１／４円弧に形成された長方形のものを代表例とし、この溶接ラインＷＬを２点鎖線で示す。また、溶接開始地点（ＳＴＡＲＴ）は黒丸で示すように一方の長辺の中央部分に設けられ、溶接終了地点（ＥＮＤ）は溶接ラインＷＬを一周して溶接開始地点（ＳＴＡＲＴ）を越えた所に設けられ、一部オーバーラップさせている。また、コーナー部分の円弧の始点、終点及び中央地点をそれぞれＰに数字を添えて示している。
【００３０】  制御装置２０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４、モータードライバ回路６６で構成されており、外部モニタ７０及びキーボードなどの入力装置７２が接続されている。ＲＯＭ６２にはレーザ出力に関するものを除き、溶接に必要なレーザ溶接装置１０の加工手順が全てプログラミングされている。又、ＲＡＭ６４にはパターン認識装置１４で取り込んだワークＷの外形等の各種信号その他が記憶されるようになっている。ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４、モータードライバ回路６６などは１チップとして必要ならばＣＰＵ６１内に取り込むことも可能である。
【００３１】  モータードライバ回路６６は移動装置１７のサーボモータ１９等の制御用で、ＣＰＵ６１に接続され、ＣＰＵ６１の指令の元にサーボモータ１９等に駆動パルス信号を出力し、該パルス数に合わせてサーボモータ１９等を歩進させる。
【００３２】  外部モニタ７０はパターン認識装置１４で取り込んだワークＷの溶接箇所の画像を映し出すためのものである。入力装置７２はＣＰＵ６１の条件設定をオペレータが手で入力するためのものである。
【００３３】  次に、図１に示す第１実施例のＣＷレーザ溶接装置１０の作用を図５のような溶接ラインＷＬに適用する場合を例にとって説明する。またこの場合、テーブル式の移動装置１７にワークテーブルＴが取り付けられており、ＣＷレーザ出射ユニット１６は図４のようにワークテーブルＴの直上に取り付けられているものとする。まず始めに、ワークＷを治具などの固定手段を用いてワークテーブルＴにセットすると共にパターン認識装置１４を作動させる。これによりワークＷの外形の全部又はその一部「例えば、スタート地点（ＳＴＡＲＴ）とその近傍」をＣＣＤカメラがその視野内に捕らえる。そして、レーザ出射ユニット１６の焦点がワークＷのスタート地点（ＳＴＡＲＴ）に合致するように手動又は画像処理或いはその他の手段により自動で移動装置１７のサーボモータ１９を駆動する。ＲＯＭ６２には前述のようにレーザ溶接装置１０の必要な加工手順が全てプログラミングされているが、この場合は長方形の外装缶１と蓋２の接合ラインＷＬを全周にわたってレーザ溶接するもので、溶接開始地点（ＳＴＡＲＴ）は一方の長辺の中間部分でここから立ち上がり、地点（Ｐ１）で所定の速度（高速）に達し、その速度（高速）を保ったまま第１コーナーの入り口地点（Ｐ２）に至る。この立ち上がり速度は通常はサーボモータ１９が脱調しない範囲で要求される速度に設定される。その間の駆動パルス信号の間隔は次第に狭くなり、移動装置１７の移動速度は次第に速くなる。レーザ光Ｌの焦点部分（溶接領域）における単位面積当たりの投入エネルギ（レーザ出力）は、上限でポロシティが発生せず、下限で溶け込み不足などによる溶接不良が発生しない範囲に予め設定されているので、この変動している（間隔が狭まっている）駆動パルス信号を受けて移動装置１７の移動速度がＣＰＵ６１にて演算される。この演算結果に従い、速度の遅い範囲ではレーザ出力を絞り、増速に合わせて次第に増加させる。そして、地点（Ｐ１）に至り、最高速に達するとレーザ出力は連続発振（ＣＷ）状態に切り換わる。地点（Ｐ１）〜（Ｐ２）では、連続発振（ＣＷ）にて高速溶接が実行される。
【００３４】  第１コーナーの入り口地点（Ｐ２）から第１コーナーの中間地点（Ｐ３）の設定速度に向かって減速し、第１コーナーの中間地点（Ｐ３）に至る。そして中間地点（Ｐ３）から増速して出口（Ｐ４）に至る。出口（Ｐ４）では所定の速度（高速）に達する。この時、図示していないが、中間地点（Ｐ３）に至るまでに設定速度まで減速した場合には、設定速度に達した位置から中間地点（Ｐ３）を越えた点まで減速した設定速度を保ち、その地点から出口（Ｐ４）まで増速することになる。
【００３５】  そして第１コーナーの出口（Ｐ４）から第２コーナーの入り口（Ｐ５）までその速度（高速）を維持する。第２コーナーの入り口（Ｐ５）に至ると第２コーナーの中間地点（Ｐ６）に向かって減速し、中間地点（Ｐ６）に至る。そして中間地点（Ｐ６）から増速して出口（Ｐ７）に至る。出口（Ｐ７）では所定の速度（高速）に達する。以下、同様の走査方法で（Ｐ１４）に至り、溶接終了点（ＥＮＤ）に向かって減速し、溶接終了点（ＥＮＤ）で終了する。溶接終了点（ＥＮＤ）は溶接開始地点（ＳＴＡＲＴ）を超えた位置に設けられているので、溶接開始地点（ＳＴＡＲＴ）を超えた一部と溶接終了点（ＥＮＤ）の手前の一部とがオーバーラップしている。ここで、増速又は減速する領域を増・減速走査領域Ｓとし、設定された一定の高速で走査する領域を高速走査領域Ｈとする。また、溶接ラインＷＬ、溶接終了点（ＥＮＤ）、溶接開始地点（ＳＴＡＲＴ）や、増・減速走査領域Ｓでの加・減速の変化や高速時の速度、減速時の速度などは溶接条件に合わせて予め設定されている。
【００３６】  上記のような走査方法は、ＲＯＭ６２に記憶されており、これを読みだして制御装置６０のＣＰＵ６１がドライバ回路６６を介してサーボモータ１９等に駆動パルス信号として出力し、サーボモータ１９等はこの駆動パルス信号に従って歩進する。
【００３７】  上記シーム溶接において、増・減速走査領域ＳではワークＷの速度は変化しており、溶接ラインＷＬ上のレーザ照射位置における単位面積当たりのレーザ出力が上限と下限において前述のように設定された範囲内になるようにＣＷレーザ出射ユニット１６からの出力がＣＰＵ６１にて演算され、これ基づいてＣＷレーザ発生装置１２によって生成される。このようにして、増・減速走査領域Ｓ及び高速走査領域Ｈのいずれにおいても、上限においてポロシティが生じず、下限において溶け込み不足などが生じない、単位面積当たりの照射エネルギを適切な範囲で全長にわたって出力し、溶接を実行する。
【００３８】  その方法として、第１方法では、ドライバ回路６６に出力される前記駆動パルス信号を基にＣＰＵ６１が移動装置１７の刻々と変わる速度を前記出力と同時に演算し、演算された該速度に合わせてワークＷに向けて出射すべきレーザ出力を演算し、ＣＷレーザ発生装置１２に出力する。ＣＷレーザ発生装置１２はこの演算結果に基づいて既に述べた変調パルス発振によりパルス幅や出力値を変更し、ＣＷレーザ出射ユニット１６を介して変調されたレーザ光ＬをワークＷに向けて出射する。
【００３９】  これに対して第２方法は、移動装置１７に入力する駆動パルス信号でなく、駆動パルス信号で移動している移動装置１７から出力された移動パルス信号をＣＰＵ６１にフィードバックする方法である。即ち、ドライバ回路６６を介して出力された駆動パルス信号に従って移動装置１７のサーボモータ１９等を歩進させ、移動装置１７に所定の動作を行わせる。サーボモータ１９等又はサーボモータ１９等が接続されているネジ軸に装着されたエンコーダ２０から出力された移動パルス信号をＣＰＵ６１にフィードバックして実際に移動している移動装置１７の速度変化を刻々と演算し、演算された該速度に合わせてワークＷに向けて出射すべきレーザ出力を演算し、ＣＷレーザ発生装置１２に出力する。ＣＷレーザ発生装置１２はこの演算結果に基づいてＣＷレーザ出射ユニット１６を介してレーザ光ＬをワークＷに向けて出射する。
【００４０】  上記２方法において、ワークＷの速度が変化している増・減速走査領域Ｓでは、その変化に対応してＣＷレーザ出射ユニット１６から出射されるＣＷレーザ光Ｌを変調パルス発振により、パルス幅を変更させながら又はパルス幅を一定としつつその出力値を漸増・減させながら（図６の波形参照）或いはパルス幅変調且つその出力値を漸増・減させる。なお、パルス幅変調且つその出力値を漸増・減させる場合は図示していない。これにより、第１及び２法において、ＣＷレーザ光Ｌの照射部位における単位面積当たりの出射エネルギは、図６に示すように、溶接ラインＷＬの全長にわたって上限値と下限値との間に収まるように制御される。
【００４１】  パルス幅変調の場合は、無段階でもよいが、図６では、３段階にパルス幅を変更している。これに対して、パルス幅を一定としつつその出力値を漸増・減する場合は、ＣＷレーザ光Ｌの照射部位における単位面積当たりのエネルギ密度が上限値と下限値との間に収まるようにその出力値が制御される。この場合はパルス幅変調に比べてより精密に制御できる。そして、前述のようにパルス幅変調且つその出力値を漸増・減させる場合には、パルス幅を一定としつつその出力値を漸増・減する場合よりさらに精密に制御できる。
【００４２】  高速走査領域Ｈでは、出射エネルギを下げたＣＷレーザ光Ｌにより高速シーム溶接がなされる。なお、立ち上がり及びたち下がりの領域で重複して溶接される範囲内では、重複溶接の影響やサーボモータの脱調も考慮して移動速度が予め設定される。
【００４３】  図２はＣＷレーザ出射ユニット１６側が移動し、ワークＷが固定の場合であり、溶接方法は前記第１、２法が適用される。この場合は、ワークＷが固定であるから、ワークＷの供給・排出をバッチ式でなく、コンベヤーのような連続式を適用することができる。
【００４４】  図３のガルバノメータ・スキャナ方式の場合、制御装置１７はＸ、Ｙ軸ガルバノメータ・スキャナ１９Ｘ、１９Ｙに対して、Ｘ、Ｙ方向スキャニング制御信号（駆動パルス信号）を入力することによって、Ｘ、Ｙ軸ガルバノメータ・スキャナ１９Ｘ、１９Ｙは首振り動作の駆動制御をするようになっており、これによってＣＷレーザ光Ｌが上記のような走査運動を示すことになる。そして、この走査運動によって、上記第１、２法のシーム溶接が実行される。なお、Ｘ、Ｙ軸エンコーダ２０Ｘ，２０ＹはＸ、Ｙ軸ガルバノメータ・スキャナ１９Ｘ、１９Ｙに必要に応じて装着され、第２法ではＸ、Ｙ軸エンコーダ２０Ｘ，２０ＹからＣＰＵ６１に移動パルス信号が出力されることになる。
【００４５】  なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【符号の説明】
【００４６】Ｌ：レーザ光，Ｗ：ワーク，Ｔ：ワークテーブル，ＷＬ：溶接ライン，Ｓ：増・減速走査領域，Ｈ：高速走査領域，１：外装缶，２：蓋，１０:ＹＡＧレーザ溶接装置，１２：ＣＷレーザ発生装置，１２ａ：本体，１４：パターン認識装置，１６：ＣＷレーザ出射ユニット，１７：移動装置，１８：テーブル，１９：サーボモータ，２０:エンコーダ，５０:光学系，５１:カプラ，５２:カプラ，５３:，５４:レーザトランスファ部材，６０:制御装置，６１:ＣＰＵ，６２:ＲＯＭ，６４:ＲＡＭ，６６：モータードライバ回路，７０：外部モニタ，７２:入力装置。
【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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【国際調査報告】
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