(57)【要約】【課題】平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークに対してレーザ溶接を行う場合であっても全周溶接が可能とする。【解決手段】ワーク２が配置されるテーブル１１と、ワーク２に対して斜め方向からレーザを照射するレーザ照射部１２と、レーザの照射スポットを、当該レーザが配管２２と干渉する領域を除き、当該配管２２の一端に沿って回転させる回転部１３１と、回転部１３１により照射スポットが回転されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる第１照射制御部１３２と、レーザの照射スポットを、回転部１３１による照射スポットの始点と終点とを結ぶように、配管２２の一端に沿って直線状に移動させる直線移動部１３３と、直線移動部１３３により照射スポットが移動されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる第２照射制御部１３４とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークが配置されるテーブルと、
前記ワークに対して斜め方向からレーザの照射を行うレーザ照射部と、
前記レーザ照射部により照射されるレーザの照射スポットを、当該レーザが前記配管と干渉する箇所を除き、当該配管の一端に沿って回転させる回転部と、
前記回転部により照射スポットが回転されている間、前記レーザ照射部によりレーザを照射させる第１照射制御部と、
前記レーザ照射部により照射されるレーザの照射スポットを、前記回転部による照射スポットの始点と終点とを結ぶように、前記配管の一端に沿って直線状に移動させる直線移動部と、
前記直線移動部により照射スポットが移動されている間、前記レーザ照射部によりレーザを照射させる第２照射制御部と
を備えた溶接装置。
【請求項２】
前記レーザ照射部は、パルスレーザを照射する
ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
前記直線移動部は、照射スポットの移動速度を、当該移動速度を回転速度に変換した場合に前記回転部による照射スポットの回転速度に相当する速度とする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の溶接装置。
【請求項４】
平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークが配置されるテーブルと、前記ワークに対して斜め方向からレーザの照射を行うレーザ照射部とを備えた溶接装置による溶接方法であって、
回転部は、前記レーザ照射部により照射されるレーザの照射スポットを、当該レーザが前記配管と干渉する箇所を除き、当該配管の一端に沿って回転させ、
第１照射制御部は、前記回転部により照射スポットが回転されている間、前記レーザ照射部によりレーザを照射させ、
直線移動部は、前記レーザ照射部により照射されるレーザの照射スポットを、前記回転部による照射スポットの始点と終点とを結ぶように、前記配管の一端に沿って直線状に移動させ、
第２照射制御部は、前記直線移動部により照射スポットが移動されている間、前記レーザ照射部によりレーザを照射させる
ことを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークに対してレーザ溶接を行う溶接装置及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、配管の突合せ部分に対してレーザ溶接を行う際に、レーザの照射スポットを当該配管に沿って一周回転させることで、全周溶接を行う溶接装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークに対してレーザ溶接を行う場合、従来の溶接装置では、レーザが配管と干渉し、全周溶接を行うことができない場合があるという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークに対してレーザ溶接を行う場合であっても全周溶接が可能な溶接装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る溶接装置は、平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークが配置されるテーブルと、ワークに対して斜め方向からレーザの照射を行うレーザ照射部と、レーザ照射部により照射されるレーザの照射スポットを、当該レーザが配管と干渉する箇所を除き、当該配管の一端に沿って回転させる回転部と、回転部により照射スポットが回転されている間、レーザ照射部によりレーザを照射させる第１照射制御部と、レーザ照射部により照射されるレーザの照射スポットを、回転部による照射スポットの始点と終点とを結ぶように、配管の一端に沿って直線状に移動させる直線移動部と、直線移動部により照射スポットが移動されている間、レーザ照射部によりレーザを照射させる第２照射制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、上記のように構成したので、平面部にＬ字状の配管の一端が接したワークに対してレーザ溶接を行う場合であっても全周溶接が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る溶接装置の構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるワークの構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における制御部の構成例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る溶接装置の動作例を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る溶接装置の動作例を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る溶接装置により溶接されたワークの溶接箇所の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る溶接装置１の構成例を示す図である。
溶接装置１は、図１に示すように、テーブル１１、レーザ照射部１２及び制御部１３を備えている。なお図１では、制御部１３の図示を省略している。
【００１０】
テーブル１１には、溶接対象であるワーク２が配置される。このテーブル１１は、図１に示すように、移動ステージ１１１、回転ステージ１１２及びワーク把持部１１３を備えている。
【００１１】
移動ステージ１１１は、平面（ＸＹ平面）上で移動可能とする。
回転ステージ１１２は、移動ステージ１１１上に設けられ、上記平面に対して平行（略平行の意味を含む）な軸（図１ではＸ軸）周りに回転可能とする
ワーク把持部１１３は、回転ステージ１１２に設けられ、上記軸方向にワーク２を把持する。
【００１２】
また、ワーク２は、図２に示すように、ボディ部２１及び配管２２を有している。
ボディ部２１は、円筒状に構成され、上面に平面部２１１が設けられている。また、平面部２１１には、軸心に、配管２２の一端が挿入される挿入孔２１２が設けられている。
配管２２は、コの字状に折り曲げられ、一端が平面部２１１の挿入孔２１２に挿入されて接している。
【００１３】
レーザ照射部１２は、ワーク２に対して斜め方向からレーザを照射する。図１に示す例では、レーザ照射部１２は、レーザ照射部１２を取付けた回転盤１４が所定の向きに回転されることで、レーザの照射角度が設定される。また以下では、ワーク２の板厚が薄い場合を想定し、レーザ照射部１２はパルスレーザを照射するものとする。
また、レーザ照射部１２における照射角度は、ワーク２の形状に応じて、後述する直線移動部１３３及び第２照射制御部１３４による直線溶接でレーザが配管２２と干渉しない角度に設定される。具体的には、照射角度は、例えば、平面部２１１に対して５°〜１０°程度に設定される。
【００１４】
制御部１３は、溶接装置１の各部を制御する。この制御部１３は、図３に示すように、回転部１３１、第１照射制御部１３２、直線移動部１３３及び第２照射制御部１３４を有している。なお制御部１３は、システムＬＳＩ等の処理回路や、メモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。
【００１５】
回転部１３１は、レーザ照射部１２により照射されるレーザの照射スポットを、当該レーザが配管２２と干渉する箇所を除き、当該配管２２の一端に沿って回転させる。なお以下では、回転部１３１は、回転ステージ１１２によりワーク２を回転させることで、上記照射スポットの回転を行う。
【００１６】
第１照射制御部１３２は、回転部１３１により照射スポットが回転されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる。
この回転部１３１及び第１照射制御部１３２により、ワーク２に対する回転溶接を行う。
【００１７】
直線移動部１３３は、レーザ照射部１２により照射されるレーザの照射スポットを、回転部１３１による照射スポットの始点と終点とを結ぶように、配管２２の一端に沿って直線状に移動させる。なお以下では、直線移動部１３３は、移動ステージ１１１によりワーク２を直線状に移動させることで、上記照射スポットの移動を行う。また、直線移動部１３３は、照射スポットの移動速度を、当該移動速度を回転速度に変換した場合に回転部１３１による照射スポットの回転速度に相当する速度とする。
【００１８】
第２照射制御部１３４は、直線移動部１３３により照射スポットが移動されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる。
この直線移動部１３３及び第２照射制御部１３４により、ワーク２に対する直線溶接を行う。
【００１９】
次に、上記のように構成された溶接装置１による溶接動作例について、図４，５を参照しながら説明する。なお図５では、配管２２の一端と、溶接が行われる箇所を示している。図５における破線矢印はレーザの照射を示している。また、レーザ照射部１２は、予め、直線移動部１３３及び第２照射制御部１３４による直線溶接でレーザが配管２２と干渉しない照射角度に設定されている。
【００２０】
溶接装置１による溶接動作例では、図４に示すように、まず、レーザが配管２２と干渉する箇所以外の箇所に対して、回転溶接を実施する（ステップＳＴ１）。この際、回転部１３１は、レーザ照射部１２により照射されるレーザの照射スポットを、当該レーザが配管２２と干渉する箇所を除き、当該配管２２の一端に沿って回転させる。また、第１照射制御部１３２は、回転部１３１により照射スポットが回転されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる。
【００２１】
すなわち、図２に示すようなワーク２に対するレーザ溶接では、従来のように、レーザの照射スポットを配管２２の一端に沿って一周回転させると、レーザが配管２２と干渉してしまう箇所があるため、全周溶接を行うことができない。そこで、図５Ａ〜５Ｄに示すように、溶接箇所のうち、回転溶接ではレーザが配管２２と干渉してしまう箇所を避け、その他の箇所に対して回転溶接を行う。図５の例では、５／６周ほど回転溶接を行っている。
【００２２】
次いで、残りの箇所に対して直線溶接を実施する（ステップＳＴ２）。この際、直線移動部１３３は、レーザ照射部１２により照射されるレーザの照射スポットを、回転部１３１による照射スポットの始点と終点とを結ぶように、配管２２の一端に沿って直線状に移動させる。また、第２照射制御部１３４は、直線移動部１３３により照射スポットが移動されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる。
【００２３】
すなわち、図５Ｅ，５Ｆに示すように、溶接箇所のうち、回転溶接された箇所以外の箇所に対して、直線状に照射スポットを移動させながらレーザ溶接を行う。ここで、レーザ照射部１２は、直線移動部１３３及び第２照射制御部１３４による直線溶接でレーザが配管２２と干渉しない照射角度に設定されている。よって、直線溶接でレーザが配管２２と干渉することはない。
【００２４】
このように、レーザの照射スポットを一周回転させずに、回転溶接ではレーザが配管２２と干渉してしまう箇所以外の箇所に対しては、照射スポットを回転させて回転溶接を行い、残りの箇所に対しては、照射スポットを直線状に移動させて直線溶接を行う。その結果、回転溶接ではレーザが配管２２と干渉してしまう箇所が存在するワーク２であっても、全周溶接が可能となる。
【００２５】
なお図６は、溶接装置１により溶接されたワーク２の溶接箇所の一例を示す図である。
図６において、符号６０１は回転溶接により形成されたビードを示し、符号６０２は直線溶接により形成されたビードを示している。
【００２６】
なお上記では、回転部１３１は、回転ステージ１１２によりワーク２を回転させることで、レーザ照射部１２によるレーザの照射スポットを回転させる場合を示した。しかしながら、これに限らず、例えば、レーザ照射部１２を回動可能とし、回転部１３１は、レーザ照射部１２を回動させることで、レーザの照射スポット自体を回転させてもよい。
また上記では、直線移動部１３３は、移動ステージ１１１によりワーク２を直線状に移動させることで、レーザ照射部１２によるレーザの照射スポットを移動させる場合を示した。しかしながら、これに限らず、例えばガルバノスキャナを用い、直線移動部１３３は、レーザの照射スポット自体を移動させてもよい。
【００２７】
また上記では、レーザ照射部１２がパルスレーザを照射する場合を示した。しかしながら、これに限らず、例えば、ワーク２の板厚が厚い場合には、レーザ照射部１２は連続波レーザ（ＣＷレーザ）を照射してもよい。
【００２８】
また上記では、コの字状の配管２２の一端が平面部２１１に接したワーク２を用いた場合を示した。しかしながら、これに限らず、Ｌ字状の配管２２の一端が平面部２１１に接したワーク２に対しても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
以上のように、この実施の形態１によれば、平面部２１１にＬ字状の配管２２の一端が接したワーク２が配置されるテーブル１１と、ワーク２に対して斜め方向からレーザの照射を行うレーザ照射部１２と、レーザ照射部１２により照射されるレーザの照射スポットを、当該レーザが配管２２と干渉する箇所を除き、当該配管２２の一端に沿って回転させる回転部１３１と、回転部１３１により照射スポットが回転されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる第１照射制御部１３２と、レーザ照射部１２により照射されるレーザの照射スポットを、回転部１３１による照射スポットの始点と終点とを結ぶように、配管２２の一端に沿って直線状に移動させる直線移動部１３３と、直線移動部１３３により照射スポットが移動されている間、レーザ照射部１２によりレーザを照射させる第２照射制御部１３４とを備えたので、当該ワーク２に対してレーザ溶接を行う場合であっても全周溶接が可能である。
【００３０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  溶接装置
２  ワーク
１１  テーブル
１２  レーザ照射部
１３  制御部
１４  回転盤
２１  ボディ部
２２  配管
１１１  移動ステージ
１１２  回転ステージ
１１３  ワーク把持部
１３１  回転部
１３２  第１照射制御部
１３３  直線移動部
１３４  第２照射制御部
２１１  平面部
２１２  挿入孔
【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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