(57)【要約】【課題】レーザー光結合による溶接設備を提供する。【解決手段】光送受信サブモジュールの発光ユニット及び光案内ユニットによりレーザー光結合照準を行うことで溶接作業を行うレーザー光結合による溶接設備５０であって、ＸＹ回転軸移動台５１、Ｚ軸移動台５４、レーザー溶接機５５、カメラ４０、および、光点検出治具１０を備える。ＸＹ回転軸移動台５１は、発光ユニットを支持して固定する。Ｚ軸移動台５４は、光案内ユニットを支持する。レーザー溶接機５５は、光案内ユニットを光送受信サブモジュールの収納本体に連結する。カメラ４０は、パソコン装置４１に接続されている。光点検出治具１０は、光送受信サブモジュールに向いて前進または後進する反射ミラー２０を有し、光点ａ及び光点ｂに対してカップリング作業を行う。【選択図】図１
0003188219.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光送受信サブモジュールの発光ユニット及び光案内ユニットによりレーザー光結合照準を行うことで溶接作業を行う溶接設備であって、
前記発光ユニットを支持して固定するＸＹ回転軸移動台と、
前記光案内ユニットを支持するＺ軸移動台と、
前記光案内ユニットを前記光送受信サブモジュールの収納本体に連結するレーザー溶接機と、
パソコン装置に接続されているカメラとを備え、
前記光送受信サブモジュールに向いて前進または後進する反射ミラーを有し、前記反射ミラーが前記発光ユニットと前記光案内ユニットとの間まで移動すると、前記光案内ユニット及び前記発光ユニットから発射する光線λ１及び光線λ２が前記反射ミラーに反射され前記カメラに入射し、光点ａ及び光点ｂの位置を検出し、前記カメラにより撮影された映像をパソコン装置により対比分析した後、光点ａ及び光点ｂに対してカップリング作業を行う光点検出治具を更に備えることを特徴とするレーザー光結合による溶接設備。
【請求項２】
前記光点検出治具は、前記反射ミラーの後方に位置する集光装置を更に備え、
前記反射ミラーを経由し反射した後の各前記光線λ１及び前記光線λ２は、前記集光装置により前記カメラに集光されることを特徴とする請求項１に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項３】
前記光点検出治具は、前記反射ミラー及び前記カメラが載置されている基板を更に有することを特徴とする請求項１に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項４】
前記光点測定治具は、前記反射ミラー及び前記集光装置が載置されている基板を更に有することを特徴とする請求項２に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項５】
前記反射ミラーは、三角形であり、前記光案内ユニットから発射する光線λ１が前記カメラに入射するよう光線λ１を反射する第一反射面、及び前記発光ユニットから発射する光線λ２が前記カメラに入射するよう光線λ１を反射する第二反射面を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項６】
前記反射ミラーは、三角形であり、前記光案内ユニットから発射する光線λ１が前記集光装置を経由して前記カメラに入射するよう光線λ１を反射する第一反射面、及び前記発光ユニットから発射する光線λ２が前記集光装置を経由して前記カメラに入射するよう光線λ１を反射する第二反射面を有することを特徴とする請求項４に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項７】
前記集光装置は、固定座及び前記固定座に連結されている集光板を有することを特徴とする請求項２に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項８】
前記基板を前記光送受信サブモジュールに向いて前進または後進させる動力源を有する第二位置決め台を更に備えることを特徴とする請求項３或いは請求項４に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項９】
信号受信機及び前記光送受信サブモジュールの前記収納本体を押して連結する第一移動式治具を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【請求項１０】
他の信号送受信機及び前記光送受信サブモジュールの前記収納本体を押して連結させる第二移動式治具を更に備えることを特徴とする請求項９に記載のレーザー光結合による溶接設備。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、溶接設備に関し、詳しくは、レーザー光結合により溶接を行う溶接設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信システムに於いて、光送受信サブモジュール(Optical Sub-Assembly for Transceivers)は、光信号と電気信号とを転換させる重要な媒体である。光送受信サブモジュールは、光信号を発信する光送信サブモジュール(Transmitting Optical Sub-Assembly、TOSA)、同時に同一の光ファイバー内で双方向のデータ通信を行える双方向光送受信サブモジュール(Bi-direction Optical Sub-Assembly、BOSA)、及び同時にデジタル信号及びアナログ信号を送受信させる三方向光送受信サブモジュール(Tri-direction Optical Sub-Assembly、TRI-DI OSA)等のタイプを有する。前記ＴＯＳＡ、ＢＯＳＡ、ＴＲＩ―ＤＩ ＯＳＡは光案内ユニットに接続されている。通常前記ＴＯＳＡ、ＢＯＳＡ、ＴＲＩ―ＤＩ ＯＳＡの光案内ユニット及び発光ユニットの光学照準(Optical Alignment)には精密なＸＹＺ軸アライメント位置決め台により光案内ユニット及び発光ユニットのカップリング照準を制御し、最も好ましい光強度を得る。
【０００３】
光学照準の工程について言えば、レーザー光結合照準位置決め台を用い前記光案内ユニット及び前記発光ユニットを挟持して固定し、前記光案内ユニットをＺ軸(垂直)方向に沿わせて上下に移動し、ＸＹ平面に沿って発光ユニットを移動させる。Ｘ軸方向は水平方向であり、Ｙ軸方向は垂直方向であり、光案内ユニットの光ファイバーのコア及び発光ユニットのレーザーダイオードの焦点で最も好ましいカップリング位置を探し出し、光ファイバーとレーザーダイオードとの間の特定位置に調整する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の技術では、レーザー光結合照準位置決め台がＸＹ平面を移動すると、開始点から中心点に矩形旋回して移動して光点位置の中心点を探し出し、最後にレーザー溶接機(Laser welding)により固定する。但し前記レーザー光結合照準位置決め台は矩形旋回移動を完了した後でなければ光案内ユニット及び発光ユニットの光点位置を探し出せないため、前記移動行程には数分間の時間がとられ、この欠点を改善する必要があった。
【０００５】
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的かつ効果的に課題を改善する本考案の提案に到った。
【０００６】
本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。本考案は、レーザー光結合による溶接設備を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係るレーザー光結合による溶接設備は、光送受信サブモジュールの発光ユニット及び光案内ユニットによりレーザー光結合照準を行うことで溶接作業を行う溶接設備であって、ＸＹ回転軸移動台、Ｚ軸移動台、レーザー溶接機、カメラ、および、光点検出治具を備える。
ＸＹ回転軸移動台は、発光ユニットを支持して固定する。
Ｚ軸移動台は、光案内ユニットを支持する。
レーザー溶接機は、光案内ユニットを光送受信サブモジュールの収納本体に連結する。
カメラは、パソコン装置に接続されている。
光点検出治具は、光送受信サブモジュールに向いて前進または後進する反射ミラーを有し、反射ミラーが発光ユニットと光案内ユニットとの間まで移動すると、光案内ユニット及び発光ユニットから発射する光線λ１及び光線λ２が反射ミラーに反射されカメラに入射し、光点ａ及び光点ｂの位置を検出し、カメラにより撮影された映像をパソコン装置により対比分析した後、光点ａ及び光点ｂに対してカップリング作業を行う。
【０００８】
これにより、光送受信サブモジュールの光点検出治具に向いて移動し、進入または後進する反射構造を有し、光案内ユニット及び発光ユニットの光点位置を直接検出することができる。
【０００９】
なお、光点検出治具の反射構造は、第一反射ミラー板及び第二反射ミラー板を有し、反射構造が光案内ユニットと収納本体との間まで移動すると、光案内ユニットから発射する光線が第一反射ミラー板に投射され、発光ユニットから発射する光線が第二反射ミラー板に投射され、最後にカメラに進入し、光点をカップリング照準する作業を行う。光案内ユニット及び発光ユニットの光がに高速にカップリングする照準を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案の一実施形態による溶接設備を示す傾斜図である。
【図２】本考案の一実施形態による溶接設備を示す傾斜図である。
【図３】本考案の一実施形態による溶接設備を示す分解斜視図である。
【図４】本考案の一実施形態による溶接設備の動作を説明する模式図である。
【図５】本考案の一実施形態による溶接設備の動作を説明する模式図である。
【図６】本考案の一実施形態による溶接設備の動作を説明する模式図である。
【図７】本考案の一実施形態による溶接設備の動作を説明する模式図である。
【図８】本考案の一実施形態による溶接設備の動作を説明する模式図である。
【図９】本考案の一実施形態による溶接設備の動作を説明する模式図である。
【図１０】本考案の一実施形態による溶接設備の動作を説明する模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
（一実施形態）
本考案の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本考案の必須要件であるとは限らない。
【００１２】
以下、本考案の一実施形態のレーザー光結合による溶接設備を図１〜１０に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、本考案のレーザー光結合による溶接設備５０は光送受信サブモジュール、例えば、ＴＯＳＡ６０(図４の参照)、ＢＯＳＡ７０(図７の参照)、ＴＲＩ―ＤＩ ＯＳＡ８０(図９の参照)の光案内ユニット及び発光ユニットはレーザー光結合照準により溶接作業を行う。なお、レーザー光結合による溶接設備５０は、ＸＹ回転軸移動台５１を有し第一位置決め台５２により光送受信サブモジュールの発光ユニットを支持し固定するＸＹＺ回転軸カップリング位置決め台、光送受信サブモジュールの光案内ユニットを支持し固定するＺ軸移動台５４、レーザー溶接機５５、パソコン装置４１に接続されるカメラ(CCD CAMERA) ４０、及び発光ユニット及び光案内ユニットの光点位置を高速に探し出すと共に前記カメラ４０撮影された映像をパソコン装置４１により対比分析して光点のカップリング作業を行う光点検出治具１０を備える。
【００１３】
本考案の特徴は、前記光点検出治具１０は、光送受信サブモジュールに移動して進入または後進する反射ミラー２０を備える。前記光点検出治具１０は前記反射ミラー２０の後方に位置される集光構造３０、前記反射ミラー２０、集光構造３０、及びカメラ４０を載置する基板１１を更に備える。前記基板１１は移動方式により第二位置決め台５３に設置され、シリンダー或いはモーター等の動力源により前記基板１１を光送受信サブモジュールに移動して進入または後進する。
【００１４】
前記反射ミラー２０は三角形の本体であり、第一反射面２１及び第二反射面２２を有する。図３に示すように、前記集光構造３０は前記基板１１上に連結される固定座３１、及び前記固定座３１に連結される集光板３２を有する。
【００１５】
図４乃至図６は本考案に係るレーザー光結合による溶接設備５０が光送信サブモジュール(TOSA) ６０に対しレーザー光結合照準による溶接を行う動作の概略図である。まず、発光ユニット６２を有する収納本体６１を前記位置決め台５２に載置し、光案内ユニット６３を前記Ｚ軸移動台５４に載置する。次に、本考案光点検出治具１０は動力源(例えば、シリンダー或いはモ−タ−など)により前に向け光案内ユニット６３と収納本体６１との間(図５)まで移動し、この際、前記光案内ユニット６３から発射される光線λ１は第一反射面２１に投射され、前記発光ユニット６２から発射される光線λ２は第二反射面２２に投射される。前記光線λ１及び光線λ２は集光板３２により集光されて前記カメラ４０に進入し、光案内ユニット６３及び発光ユニット６２の光点位置を高速に探し出す。続いて、前記光点検出治具１０は図４に示すように初期位置まで戻る。
【００１６】
しかしながら、前記カメラ４０により撮影された映像はパソコン装置４１により対比分析された後、算出されたパラメータを送信し前記ＸＹ回転軸移動台５１に光点（ａ及び光点ｂの照準作業を行わせる。光点ａを光点ｂまで高速移動し、光点ａ及び光点ｂをカップリングする照準を行い、この際図６に示すように、前記光案内ユニット６３はＺ軸移動台５４により下に向け位置決め点まで移動され、レーザー光結合照準を完了後にレーザー溶接機５５を用いて光案内ユニット６３を収納本体６１に固定する。
【００１７】
図７及び図８は本考案に係るレーザー光結合による溶接設備５０が双方向光送受信サブモジュール(BOSA)７０に対しレーザー光結合照準による溶接を行う概略図である。レーザー光結合による溶接設備５０の部材は図４乃至図６と同じように標示され、光点検出治具１０の高速照準方法は図４乃至図６と同様である。但しＢＯＳＡ７０に応用するため、図８に示すように、レーザー光結合による溶接設備５０は信号受信機７４を支持し固定する第一移動式治具５６を更に備え、光案内ユニット７３及び発光ユニット７２はレーザー光結合照準を行うと共に収納本体７１に固定されると、前記第一移動式治具５６は前に向け収納本体７１まで移動し、前記信号受信機７４をＸＹＺに沿い移動し前記光案内ユニット７３が伝送する光信号を受信後に収納本体７１に固定する。
【００１８】
図９及び図１０は本考案に係るレーザー光結合による溶接設備５０が三方向光送受信サブモジュール(TRI-DI OSA)８０に対しレーザー光結合照準による溶接を行う概略図である。レーザー光結合による溶接設備５０の部材は図４乃至図６と同じように標示され、光点検出治具１０の高速照準方法は図４乃至図６と同様である。但しＴＲＩ―ＤＩ ＯＳＡ８０に応用するため、図１０に示すように、レーザー光結合による溶接設備５０は２つの信号送受信機８４及び信号送受信機８５を支持し固定する第一移動式治具５６及び第二移動式治具５７を更に備え、光案内ユニット８３及び発光ユニット８２は光をカップリングする照準を行うと共に収納本体８１に固定されると、第一移動式治具５６及び第二移動式治具５７は前に向け収納本体８１まで移動し、前記信号送受信機８４及び前記信号送受信機８５をＸＹＺに沿い移動し、前記光案内ユニット７３から伝送される光信号を受信後に収納本体８１に固定する。
【００１９】
要するに、本考案のレーザー光結合による溶接設備５０は前記光点検出治具１０を使用し各型式の光送受信サブモジュールの光案内ユニット及び発光ユニットの最も好ましい光点位置を高速に直接探し出せ、矩形に旋回移動する必要もなく、上述の目的を達成する。
【００２０】
以上、本考案の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００２１】
１０・・・光点検出治具、
１１・・・基板、
２０・・・反射ミラー、
２１・・・第一反射面、
２３・・・第二反射面、
３０・・・集光構造、
３１・・・固定座、
３２・・・集光板、
４０・・・カメラ、
４１・・・パソコン装置、
５０・・・レーザー光結合による溶接設備、
５１・・・ＸＹ回転軸移動台、
５２・・・第一位置決め台、
５３・・・第二位置決め台、
５４・・・Ｚ軸移動台、
５５・・・レーザー溶接機、
５６・・・第一移動式治具、
５７・・・第二移動式治具、
６０・・・光送信サブモジュール(TOSA)、
６１・・・収納本体、
６２・・・発光ユニット、
６３・・・光案内ユニット、
７０・・・双方向光送受信サブモジュール(BOSA)、
７１・・・収納本体、
７２・・・発光ユニット、
７３・・・光案内ユニット、
７４・・・信号受信機、
８０・・・三方向光送受信サブモジュール(TRI-DI OSA)、
８１・・・収納本体、
８２・・・発光ユニット、
８３・・・光案内ユニット、
８４・・・信号送受信機、
８５・・・信号送受信機、
λ１・・・光線、
λ２・・・光線、
ａ・・・光点、
ｂ・・・光点。
【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】
0003188219.tif 000010
【図９】
0003188219.tif 000011
【図１０】
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