レーザ溶接装置およびその調整方法
【課題】レーザ照射装置からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて、より簡便にレーザ焦点位置を調整することのできるレーザ溶接装置およびその調整方法を提供する。
【解決手段】レーザ加工ヘッド６から光ファイバーケーブル５を脱着した際に、レーザ加工ヘッド６からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じてワーク上のレーザ照射点のレーザ径が最適な大きさとなるように、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４およびファイバー位置変更機構１３によって、光ファイバーケーブル５のレーザ射出端からレーザ加工ヘッド６内のコリメートレンズ１６までの距離を変更する。
【解決手段】レーザ加工ヘッド６から光ファイバーケーブル５を脱着した際に、レーザ加工ヘッド６からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じてワーク上のレーザ照射点のレーザ径が最適な大きさとなるように、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４およびファイバー位置変更機構１３によって、光ファイバーケーブル５のレーザ射出端からレーザ加工ヘッド６内のコリメートレンズ１６までの距離を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接装置およびその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボットを利用した溶接にもレーザ溶接が用いられるようになってきている。このような溶接技術として、ロボットアーム（マニュピレータ）の先端にレーザ光を照射するためのレーザ照射装置を取り付け、ロボットアーム移動させつつ、さらにレーザ照射装置からのレーザ光照射方向をも変えることで、レーザ光を移動させながらあらかじめ決められた溶接点を溶接する技術がある（たとえば特許文献１参照）。このような溶接をワークとレーザ照射装置の間がこれまでよりも離れていることからリモート溶接と称されている。
【０００３】
ところで、このようにロボットを使用した場合、レーザ照射装置からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じたレーザ光の焦点を調整する必要がある。
【０００４】
このようなレーザ焦点距離の調整方法としては、たとえば、レーザ照射装置からワーク上のレーザ照射点までの距離を測定して、レーザ照射装置内のレンズ系を調整することにより行っているものがある（たとえば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１７７８６２号公報
【特許文献２】特開平５−２１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザ照射装置内のレンズ系は、複数のレンズからなるものが多い。そして、レーザ溶接を行う前には、あらかじめレーザ照射装置のレンズ位置を教示する必要がある。これは、レーザ照射装置からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて、レンズ系によるレーザ光の焦点を合わせためである。これによりワーク上におけるレーザ光の直径（レーザ径と言う）が、レーザ溶接に最適な大きさになるようにしている。
【０００６】
一方、レーザ溶接のためのシステムでは、レーザ照射装置やレーザ導光手段となる光ファイバーが長時間の使用により消耗した際に、レーザ発振器、光ファイバー、レーザ照射装置をそれぞれ取り外してメンテナンスを行ったり、光ファイバーを交換したりする。
【０００７】
このとき、レーザ照射装置と光ファイバーとの位置関係に微妙な位置ずれが発生することがある。レーザ照射装置内のレンズ系の教示位置は、光ファイバーの取り付け位置が動くことは考慮されていない。もし、光ファイバーの取り付け位置がずれてしまうと、ワーク上で最適なレーザ径となるように教示されているはずのレーザ光の直径が変化してしまう。これは、光ファイバーから射出されるレーザ光が拡散光であるため、その取り付け位置が変わると、レーザ照射装置内のレンズ系に入るレーザ光の入射角度が変わるため、光ファイバー取り外し前と同じレンズ位置では、ワーク上でのレーザ径が前と同じにならなくなってしまうのである。
【０００８】
このため、レーザ照射装置から光ファイバーを取り付け直した場合には、従前の教示データをそのまま使うわけには行かず、ワーク上での照射点のレーザ径が溶接に最適な大きさになるように、レンズ位置を教示し直す必要があった。
【０００９】
このようなレンズ位置の教示作業は、特に複数の溶接点がある場合、すべての溶接点において、焦点の調整として教示し直す必要があるため、その作業に多くの時間がかかるという問題があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、レーザ照射装置から導光手段である光ファイバーを脱着した場合でも、より簡便にワーク上でのレーザ径を最適なものに調整することのできるレーザ溶接装置およびその調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明は、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザ光の照射方向を変更可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、前記導光手段のレーザ射出端位置と前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更する距離変更手段を有することを特徴とするレーザ溶接装置である。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明は、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザ光の照射方向を変更するために移動可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、を有し、前記導光手段を前記レーザ照射手段に対して脱着を行った後に、前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように、前記導光手段のレーザ射出端位置を前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更させるようにしたことを特徴とするレーザ溶接装置のレーザ光調整方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導光手段のレーザ射出端位置とレーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更する距離変更手段を有することとしたので、レーザ照射手段から導光手段を脱着した後、距離変更手段によって導光手段のレーザ射出端からレンズまでの距離を変更する簡単な作業で、脱着前と同じようにワーク上でのレーザ径が最適な大きさとなるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、本発明を適用したレーザ溶接装置（リモート溶接システム（単にシステムと称する））の構成を説明するための概略図である。
【００１６】
図示するシステムは、これまでのスポット溶接などと比較して、溶接冶具が直接ワークと接触せずに、レーザを用いてワークから離れた場所から溶接するものである。このためこのような溶接をリモート溶接と称している。
【００１７】
このシステムは、ロボット１と、このロボット１を後述する制御装置に指示に従って制御するロボットコントローラ２と、ロボット１のアーム先端に設けられレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド６（レーザ照射手段）と、レーザ光源であるレーザ発振器３からレーザ加工ヘッド６までレーザ光を導く光ファイバーケーブル５（導光手段）と、レーザ加工ヘッド６およびレーザ発振器３を制御する制御装置４よりなる。
【００１８】
ここで、制御装置４は、たとえばコンピュータであり中央演算処理装置や記憶装置などを有する。
【００１９】
レーザ発振器３は、レーザ光を光ファイバーケーブル５によって導くためにＹＡＧレーザ発振器を用いている。
【００２０】
ロボット１は、一般的な多軸ロボット（多関節ロボットなどとも称されている）などであり、教示作業によって与えられた動作経路のデータに従い、その姿勢を変えてアームの先端、すなわちレーザ加工ヘッド６をさまざまな方向に移動させることができる。レーザ照射の移動範囲を図示符号７として示した。
【００２１】
図２は、レーザ加工ヘッド６内部の構成を説明するための説明図である。
【００２２】
図示するように、レーザ加工ヘッド６内部は、光ファイバー１１、光ファイバーを保持する光ファイバー保持部１２、ファイバー位置変更機構１３、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４、コリメートレンズ１６、ハーフミラー１７、レーザ径測定装置１８（コリメート後レーザ径測定手段）、集光距離可変用レンズ１９（集光レンズ）、第１レンズ１１０、第２レンズ１１１、集光距離可変用レンズ用アクチュエータ１１２、レーザ走査用ミラー（反射鏡）１１３、ミラー用アクチュエータ１１４、およびミラー制御装置１１５を有する。なお、図面上符号１５はレーザ光を示す。また、この図において光ファイバー１１は、通常、そこまでレーザ光を導いている光ファイバーケーブル５の端の部分を示している。
【００２３】
このレーザ加工ヘッド６は、コリメートレンズ１６を通過したレーザ光１５が、ハーフミラー１７、集光距離可変用レンズ１９、第１レンズ１１０、第２レンズ１１１を通過してさらにレーザ走査用ミラー１１３により反射されて射出される。
【００２４】
レーザ走査用ミラー１１３は、ミラー用アクチュエータ１１４によって回動（移動）自在に動かすことができ、ミラー制御装置１１５があらかじめ教示されたデータに基づいて回動させている。
【００２５】
したがって、このレーザ溶接装置では、ロボットによるレーザ加工ヘッド６の動きと共にレーザ走査用ミラー１１３の動きによってさまざまな方向へレーザを照射することが可能となっている。
【００２６】
また、本実施形態では、ワーク上の照射されたレーザ径を測定するためにレーザ径測定装置１１７と、コリメートレンズ１６通過後のレーザ径（コリメート後レーザ径）を測定するレーザ径測定装置１８を有している。レーザ径測定装置１８は、たとえばＣＣＤエリアセンサやＣＭＯＳエリアセンサなどの受光手段を用いることができる。
【００２７】
本実施形態では、レーザ加工（たとえば溶接）を行うのに先立って、レーザ加工ヘッド６の動作教示を行う。その教示は、レーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までさまざまな距離１１６でレーザ光１５を照射し、そのとき照射されたレーザ径をレーザ径測定装置１１７によって計測する。そして、集光距離可変用レンズ用アクチュエータ１１２により集光距離可変用レンズ１９の位置を変更することで、ワーク上でのレーザ径（ワーク上レーザ径）が最適な大きさ（最適なワーク上レーザ径）となるように調整する。通常は最もレーザ径が小さくなるようにレンズ系の焦点位置にワークが来るように集光距離可変用レンズ１９の位置を調整するが、レーザ加工（たとえば溶接）に十分な熱量が得られるワーク上レーザ径であれば、必ずしもレンズ系による焦点位置となるようにしなくてもよい。したがって、最適なワーク上レーザ径は、レンズ系の焦点位置から若干ずれた位置とすることもある。
【００２８】
溶接作業は、このような教示されたデータに従って行わせるのであるが、レーザ加工ヘッド６や光ファイバー１１が長時間の使用により消耗した際には、レーザ発振器３からレーザ加工ヘッド６までの間を結んである光ファイバーケーブル５を取り外し、また、レーザ加工ヘッド６からも光ファイバーケーブル５を取り外す。そして、装置のメンテナンスを行ったり、光ファイバーケーブル５の交換を行ったりする。
【００２９】
その後、再びレーザ加工ヘッド６に光ファイバーケーブル５が取り付けられると、その取り付け位置が、脱着前と比較して微妙なずれが発生することがある。そうすると、レーザ加工ヘッド６内において、光ファイバーケーブル５からのレーザ光射出点の位置がずれてしまうことになる。こうなると、光ファイバーケーブル５から射出されるレーザ光が拡散光であるため、コリメートレンズ１６に入るレーザ光の入射角が変化し、コリメートレンズ１６から出たレーザ光が正確に平行光とならず、その後の集光距離可変用レンズ１９や、第１レンズ１１０、第２レンズ１１１に入るレーザ光も入射角および射出角がそれぞれ少しずつずれてしまう。このため、ワーク上においてもレーザ径が脱着前と異なってしまうことになる。なお、ここで脱着とは、光ファイバーケーブル５を新しいものに交換して付け直す場合に限らず、同じ光ファイバーケーブル５をいったん取り外して、同じものを再度付けることも含むものである。
【００３０】
本実施形態は、このような光ファイバーケーブル５の取り付け位置のずれによるワーク上でのレーザ径を元の最適な大きさに戻すために、レーザ射出端６１の位置の調整することとしている。
【００３１】
このために、本実施形態では、事前に対応テーブルの作成を行っている。対応テーブルの作成は、まず、レーザ径測定装置１１７までレーザ加工ヘッド６からレーザ光１５を照射し、そのとき照射されたレーザ径をレーザ径測定装置１１７によって計測し、計測されたレーザ径（ワーク上レーザ径に相当する）が最適な大きさとなるように、光ファイバー１１のレーザ射出端６１の位置を調整する。そして、そのときのコリメート後レーザ径をレーザ径測定装置１８により測定する。これをレーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までの距離（ワークまでの距離に相当する）を変えて実施し、レーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までの距離（すなわちレーザ加工ヘッド６からワークまでの距離）とコリメート後レーザ径を対応させた対応テーブルを作成する。作成した対応テーブルはファイバー用アクチュエータ制御装置１４に記憶される。
【００３２】
そして、光ファイバーケーブル５の脱着時には、コリメート後レーザ径をレーザ径測定装置１８により測定して、測定されたコリメート後レーザ径が、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じて最適なワーク上レーザ径となるようにレーザ射出端６１位置を調整する。
【００３３】
このレーザ射出端６１位置の調整は、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４とファイバー位置変更機構１３が用いられる。これらは距離変更手段またはレーザ射出端位置変更手段となる。
【００３４】
図３は、ファイバー位置変更機構１３部分の拡大図である。
【００３５】
ファイバー位置変更機構１３は、光ファイバー１１を保持していると共に、この光ファイバー１１全体を移動させることができる。
【００３６】
そのために、ファイバー位置変更機構１３は、光ファイバー保持部１２ごと光ファイバー１１を移動させるためのアクチュエータ２０１と、ギア機構２１４とを有する。これにより図示矢印のように、光ファイバー１１のレーザ射出端６１の位置が移動する。
【００３７】
図４は、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４の制御によるレーザ射出端６１の位置移動を説明するための図面である。
【００３８】
ファイバー用アクチュエータ制御装置１４は、まず、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じてワーク上のレーザ径が最適な大きさとなるコリメートレンズ１６通過後のレーザ径（コリメート後レーザ径の最適値）を、前述した対応テーブルに対比することで求める。そしてレーザ径測定装置１８によって測定された現在のコリメートレンズ１６通過後のレーザ径が、前述した対応テーブルから得られているコリメート後レーザ径の最適値に対して大きければ、レーザ射出端６１からコリメートレンズまでの距離が短くなる方向へレーザ射出端６１の位置を移動させる（図４（ａ）参照）。これによりコリメートレンズまで、およびコリメートレンズ通過後のレーザ径は図示ＡからＢのように細くなる。
【００３９】
逆に、現在のコリメートレンズ１６通過後のレーザ径が、前述した対応テーブルから得られているコリメート後レーザ径の最適値に対して小さければ、レーザ射出端６１からコリメートレンズまでの距離が長くなる方向へレーザ射出端６１の位置を移動させる（図４（ｂ）参照）。これによりコリメートレンズまで、およびコリメートレンズ通過後のレーザ径は図示ＢからＡのように太くなる。
【００４０】
そしていずれの場合も、レーザ径測定装置１８によって測定された現在のコリメートレンズ１６通過後のレーザ径がコリメート後レーザ径の最適値になった時点でレーザ射出端６１の移動を停止する。
【００４１】
これにより、図４（ａ）および（ｂ）に示したいずれの場合において、ワーク上におけるレーザ照射点のレーザ径は最適な大きさとなる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、コリメート後レーザ径を測定して、このコリメート後レーザ径があらかじめ決められた最適値、すなわち、ワーク上でのレーザ径が最適な値となるようなコリメート後レーザ径の大きさとなるように、レーザ射出端６１を移動させることとしたので、レーザ加工ヘッド６から光ファイバーケーブル５を脱着するごとに、レンズの位置調整による焦点調整のやり直しが不要となる。
【００４３】
そのため、特にレーザ加工ヘッド６から光ファイバーケーブル５を脱着した際に、微妙な位置ずれが生じたとしても集光レンズの位置を再度調整しながら教示をし直すことが不要となる。
【００４４】
つまり、集光レンズに入る前の段階でレーザ径の大きさを調整しているため、その後の集光レンズに入るレーザ光は、光ファイバーケーブル５を脱着する前と同じ状態にすることが可能となる。このため、光ファイバーケーブル５を脱着後も、集光レンズの位置（すなわち焦点合わせ）は、光ファイバーケーブル５を脱着する前と同じでよいのである。
【００４５】
したがって、たとえば複数の溶接点がある場合には、いちいちすべての溶接点についてワーク上で最適なレーザ径となるように集光レンズの位置を再教示する必要がなくなり、光ファイバーケーブル脱着後の調整作業時間を大きく短縮することができる。
【００４６】
また、ワーク上の最適なレーザ径とワークまでの距離に応じた対応テーブルを参照してレーザ射出多に値を調整することとしているため、ワークまでの距離に応じて正確にワーク上レーザ径を最適な大きさとすることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、上述したように、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離はロボットの教示データから取得することとしたが、これに変えてレーザ加工ヘッド６にワーク上のレーザ照射点まで測距手段を設けておき、測距手段により測定された距離に応じて対応テーブルからコリメート後レーザ径の最適値を求め、レーザ射出端６１を移動させるようにしてもよい。
【００４８】
（実施形態２）
次に、他の実施形態を説明する。
【００４９】
上述した実施形態では、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じてレーザ射出端６１を移動させるようにしたが、この動きだけではレーザ加工ヘッド６からワークまでの距離によって、レーザ光を集光できなくなる場合がある。
【００５０】
そこで、本実施形態２ではさらに、集光距離可変用レンズ１９（集光レンズ）を移動させることで、レーザ射出端６１の移動だけでは、集光することのできない距離の変化に対応させたものである。なお、装置構成は、実施形態１と同じである。
【００５１】
レーザ射出端６１の移動だけでは、集光することのできない距離の変化とは、たとえば、レーザ射出端６１を移動させたときにレーザコリメート後レーザ径がコリメートレンズ１７の最適な範囲を超えるほど大きくなってしまうような場合である。
【００５２】
本実施形態２は、実施形態１と同様に、レーザ径測定装置１１７まで、レーザ加工ヘッド６からレーザ光を照射し、そのとき照射されたレーザ径を計測し、最適な大きさ、通常は最もレーザ径が絞り込まれた最小径（最適なワーク上レーザ径）となるように、集光距離可変用レンズ１９を調整する。そして、集光距離可変用レンズ１９を移動した位置において、さらにレーザ径測定装置１１７までさまざまな距離でレーザ光を照射し、そのとき照射されたレーザ径を計測し、最適な大きさ、通常は最もレーザ径が絞り込まれた最小径（最適なワーク上レーザ径）となるように、光ファイバー１１のレーザ射出端６１の位置を調整する。
【００５３】
そしてこれらによって得られたレーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までの距離と最適なワーク上レーザ径となる集光距離可変用レンズ１９の位置を対応付けしたレンズ対応テーブルを記憶する。そして、集光距離可変用レンズ１９の位置に対して上述した実施形態１と同様に、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じて最適なワーク上レーザ径となるようにしたレーザ射出端６１位置のときのコリメート後レーザ径を測定しておき、そのときの距離とコリメート後レーザ径を対応させた対応テーブルを記憶しておく。
【００５４】
これにより、レーザ射出端６１の移動だけでは、集光することのできないほどにレーザ加工ヘッド６からワークまでの距離が変化した場合には、レンズ対応テーブルを参照して集光距離可変用レンズ１９の位置を移動し、その後のより少ない距離の変化には実施形態１と同様にしてレーザ射出端６１の位置を移動することでレーザ焦点を調整することができる。
【００５５】
このように集光レンズの位置を調整する場合でもあらかじめ決められたレンズ対応テーブルを用いることで、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離が大きく変化した場合でも焦点距離を変更するための動作を最小限に抑え、より速く目標とするレーザ照射手における合焦動作を行うことができる。
【００５６】
以上、本発明を適用した実施形態を説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【００５７】
たとえば、レーザ径測定装置１８をコリメートレンズ１７のレーザ通過方向後にハーフミラーを介して設置したが、レーザ径測定装置１８は、たとえば、集光距離可変用レンズ１９と第１レンズ１１０の間、第１レンズ１１０と第２レンズ１１１間などにハーフミラーを設置しておいてもよく、コリメートレンズ通過後であればどの位置にあってもよい。
【００５８】
また、レーザ径測定装置１１７を用いて、ワーク上の照射されたレーザ径を測定する際には、溶接を行うレーザ光をそのまま用いてもよいが、その出力強度は、実際に溶接する際より低くしてもよい。これは、レーザ出力強度を低くしてもレーザ径自体は変わらないからである。また、溶接するレーザ光（ＹＡＧレーザ）に代えてレーザ発振器３から、可視光のパイロットレーザを光ファイバー内に照射して、レーザ径測定装置１１７による測定するようにしてもよい。
【００５９】
さらに、上述した実施形態では、レーザ加工ヘッドからワークまでの距離にこりメート後レーザ径を対応させた対応テーブルを用いたが、これに代えて、光ファイバーケーブル５を取り外す前のコリメート後レーザ径をレーザ径測定装置１８によって測定しておき、その値をファイバー用アクチュエータ制御装置１４に記憶しておいて、光ファイバーケーブル５を取り外して、取り付けた後、レーザ径測定装置１８によって測定されるコリメート後レーザ径が、取り外し前のコリメート後レーザ径となるように、レーザ射出端６１の位置を調整するようにしてもよい。このような単純な動作によっても集光レンズ系（集光距離可変用レンズ１９と第１レンズ１１０の間、第１レンズ１１０と第２レンズ１１１）にはいるレーザ光の入射角は、光ファイバーケーブル５の脱着前と同じ状態となるので、レンズ系の位置調整や教示のし直しなどは行わなくても、脱着前と同じようにワーク上で最適なレーザ径を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、レーザ溶接、レーザ加工に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明を適用したレーザ溶接装置の構成を説明するための概略図である。
【図２】レーザ加工ヘッド６内部の構成を説明するための説明図である。
【図３】ファイバー位置変更機構１３部分の拡大図である。
【図４】ファイバー用アクチュエータ制御装置１４の制御によるレーザ射出端６１の位置移動を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００６２】
１…ロボット、
２…ロボットコントローラ、
３…レーザ発振器、
４…制御装置、
５…光ファイバーケーブル、
６…レーザ加工ヘッド、
１２…光ファイバー保持部、
１３…ファイバー位置変更機構、
１４…ファイバー用アクチュエータ制御装置、
１７…コリメートレンズ、
１８…レーザ径測定装置、
１９…集光距離可変用レンズ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接装置およびその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボットを利用した溶接にもレーザ溶接が用いられるようになってきている。このような溶接技術として、ロボットアーム（マニュピレータ）の先端にレーザ光を照射するためのレーザ照射装置を取り付け、ロボットアーム移動させつつ、さらにレーザ照射装置からのレーザ光照射方向をも変えることで、レーザ光を移動させながらあらかじめ決められた溶接点を溶接する技術がある（たとえば特許文献１参照）。このような溶接をワークとレーザ照射装置の間がこれまでよりも離れていることからリモート溶接と称されている。
【０００３】
ところで、このようにロボットを使用した場合、レーザ照射装置からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じたレーザ光の焦点を調整する必要がある。
【０００４】
このようなレーザ焦点距離の調整方法としては、たとえば、レーザ照射装置からワーク上のレーザ照射点までの距離を測定して、レーザ照射装置内のレンズ系を調整することにより行っているものがある（たとえば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１７７８６２号公報
【特許文献２】特開平５−２１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザ照射装置内のレンズ系は、複数のレンズからなるものが多い。そして、レーザ溶接を行う前には、あらかじめレーザ照射装置のレンズ位置を教示する必要がある。これは、レーザ照射装置からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて、レンズ系によるレーザ光の焦点を合わせためである。これによりワーク上におけるレーザ光の直径（レーザ径と言う）が、レーザ溶接に最適な大きさになるようにしている。
【０００６】
一方、レーザ溶接のためのシステムでは、レーザ照射装置やレーザ導光手段となる光ファイバーが長時間の使用により消耗した際に、レーザ発振器、光ファイバー、レーザ照射装置をそれぞれ取り外してメンテナンスを行ったり、光ファイバーを交換したりする。
【０００７】
このとき、レーザ照射装置と光ファイバーとの位置関係に微妙な位置ずれが発生することがある。レーザ照射装置内のレンズ系の教示位置は、光ファイバーの取り付け位置が動くことは考慮されていない。もし、光ファイバーの取り付け位置がずれてしまうと、ワーク上で最適なレーザ径となるように教示されているはずのレーザ光の直径が変化してしまう。これは、光ファイバーから射出されるレーザ光が拡散光であるため、その取り付け位置が変わると、レーザ照射装置内のレンズ系に入るレーザ光の入射角度が変わるため、光ファイバー取り外し前と同じレンズ位置では、ワーク上でのレーザ径が前と同じにならなくなってしまうのである。
【０００８】
このため、レーザ照射装置から光ファイバーを取り付け直した場合には、従前の教示データをそのまま使うわけには行かず、ワーク上での照射点のレーザ径が溶接に最適な大きさになるように、レンズ位置を教示し直す必要があった。
【０００９】
このようなレンズ位置の教示作業は、特に複数の溶接点がある場合、すべての溶接点において、焦点の調整として教示し直す必要があるため、その作業に多くの時間がかかるという問題があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、レーザ照射装置から導光手段である光ファイバーを脱着した場合でも、より簡便にワーク上でのレーザ径を最適なものに調整することのできるレーザ溶接装置およびその調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明は、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザ光の照射方向を変更可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、前記導光手段のレーザ射出端位置と前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更する距離変更手段を有することを特徴とするレーザ溶接装置である。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明は、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザ光の照射方向を変更するために移動可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、を有し、前記導光手段を前記レーザ照射手段に対して脱着を行った後に、前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように、前記導光手段のレーザ射出端位置を前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更させるようにしたことを特徴とするレーザ溶接装置のレーザ光調整方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導光手段のレーザ射出端位置とレーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更する距離変更手段を有することとしたので、レーザ照射手段から導光手段を脱着した後、距離変更手段によって導光手段のレーザ射出端からレンズまでの距離を変更する簡単な作業で、脱着前と同じようにワーク上でのレーザ径が最適な大きさとなるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、本発明を適用したレーザ溶接装置（リモート溶接システム（単にシステムと称する））の構成を説明するための概略図である。
【００１６】
図示するシステムは、これまでのスポット溶接などと比較して、溶接冶具が直接ワークと接触せずに、レーザを用いてワークから離れた場所から溶接するものである。このためこのような溶接をリモート溶接と称している。
【００１７】
このシステムは、ロボット１と、このロボット１を後述する制御装置に指示に従って制御するロボットコントローラ２と、ロボット１のアーム先端に設けられレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド６（レーザ照射手段）と、レーザ光源であるレーザ発振器３からレーザ加工ヘッド６までレーザ光を導く光ファイバーケーブル５（導光手段）と、レーザ加工ヘッド６およびレーザ発振器３を制御する制御装置４よりなる。
【００１８】
ここで、制御装置４は、たとえばコンピュータであり中央演算処理装置や記憶装置などを有する。
【００１９】
レーザ発振器３は、レーザ光を光ファイバーケーブル５によって導くためにＹＡＧレーザ発振器を用いている。
【００２０】
ロボット１は、一般的な多軸ロボット（多関節ロボットなどとも称されている）などであり、教示作業によって与えられた動作経路のデータに従い、その姿勢を変えてアームの先端、すなわちレーザ加工ヘッド６をさまざまな方向に移動させることができる。レーザ照射の移動範囲を図示符号７として示した。
【００２１】
図２は、レーザ加工ヘッド６内部の構成を説明するための説明図である。
【００２２】
図示するように、レーザ加工ヘッド６内部は、光ファイバー１１、光ファイバーを保持する光ファイバー保持部１２、ファイバー位置変更機構１３、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４、コリメートレンズ１６、ハーフミラー１７、レーザ径測定装置１８（コリメート後レーザ径測定手段）、集光距離可変用レンズ１９（集光レンズ）、第１レンズ１１０、第２レンズ１１１、集光距離可変用レンズ用アクチュエータ１１２、レーザ走査用ミラー（反射鏡）１１３、ミラー用アクチュエータ１１４、およびミラー制御装置１１５を有する。なお、図面上符号１５はレーザ光を示す。また、この図において光ファイバー１１は、通常、そこまでレーザ光を導いている光ファイバーケーブル５の端の部分を示している。
【００２３】
このレーザ加工ヘッド６は、コリメートレンズ１６を通過したレーザ光１５が、ハーフミラー１７、集光距離可変用レンズ１９、第１レンズ１１０、第２レンズ１１１を通過してさらにレーザ走査用ミラー１１３により反射されて射出される。
【００２４】
レーザ走査用ミラー１１３は、ミラー用アクチュエータ１１４によって回動（移動）自在に動かすことができ、ミラー制御装置１１５があらかじめ教示されたデータに基づいて回動させている。
【００２５】
したがって、このレーザ溶接装置では、ロボットによるレーザ加工ヘッド６の動きと共にレーザ走査用ミラー１１３の動きによってさまざまな方向へレーザを照射することが可能となっている。
【００２６】
また、本実施形態では、ワーク上の照射されたレーザ径を測定するためにレーザ径測定装置１１７と、コリメートレンズ１６通過後のレーザ径（コリメート後レーザ径）を測定するレーザ径測定装置１８を有している。レーザ径測定装置１８は、たとえばＣＣＤエリアセンサやＣＭＯＳエリアセンサなどの受光手段を用いることができる。
【００２７】
本実施形態では、レーザ加工（たとえば溶接）を行うのに先立って、レーザ加工ヘッド６の動作教示を行う。その教示は、レーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までさまざまな距離１１６でレーザ光１５を照射し、そのとき照射されたレーザ径をレーザ径測定装置１１７によって計測する。そして、集光距離可変用レンズ用アクチュエータ１１２により集光距離可変用レンズ１９の位置を変更することで、ワーク上でのレーザ径（ワーク上レーザ径）が最適な大きさ（最適なワーク上レーザ径）となるように調整する。通常は最もレーザ径が小さくなるようにレンズ系の焦点位置にワークが来るように集光距離可変用レンズ１９の位置を調整するが、レーザ加工（たとえば溶接）に十分な熱量が得られるワーク上レーザ径であれば、必ずしもレンズ系による焦点位置となるようにしなくてもよい。したがって、最適なワーク上レーザ径は、レンズ系の焦点位置から若干ずれた位置とすることもある。
【００２８】
溶接作業は、このような教示されたデータに従って行わせるのであるが、レーザ加工ヘッド６や光ファイバー１１が長時間の使用により消耗した際には、レーザ発振器３からレーザ加工ヘッド６までの間を結んである光ファイバーケーブル５を取り外し、また、レーザ加工ヘッド６からも光ファイバーケーブル５を取り外す。そして、装置のメンテナンスを行ったり、光ファイバーケーブル５の交換を行ったりする。
【００２９】
その後、再びレーザ加工ヘッド６に光ファイバーケーブル５が取り付けられると、その取り付け位置が、脱着前と比較して微妙なずれが発生することがある。そうすると、レーザ加工ヘッド６内において、光ファイバーケーブル５からのレーザ光射出点の位置がずれてしまうことになる。こうなると、光ファイバーケーブル５から射出されるレーザ光が拡散光であるため、コリメートレンズ１６に入るレーザ光の入射角が変化し、コリメートレンズ１６から出たレーザ光が正確に平行光とならず、その後の集光距離可変用レンズ１９や、第１レンズ１１０、第２レンズ１１１に入るレーザ光も入射角および射出角がそれぞれ少しずつずれてしまう。このため、ワーク上においてもレーザ径が脱着前と異なってしまうことになる。なお、ここで脱着とは、光ファイバーケーブル５を新しいものに交換して付け直す場合に限らず、同じ光ファイバーケーブル５をいったん取り外して、同じものを再度付けることも含むものである。
【００３０】
本実施形態は、このような光ファイバーケーブル５の取り付け位置のずれによるワーク上でのレーザ径を元の最適な大きさに戻すために、レーザ射出端６１の位置の調整することとしている。
【００３１】
このために、本実施形態では、事前に対応テーブルの作成を行っている。対応テーブルの作成は、まず、レーザ径測定装置１１７までレーザ加工ヘッド６からレーザ光１５を照射し、そのとき照射されたレーザ径をレーザ径測定装置１１７によって計測し、計測されたレーザ径（ワーク上レーザ径に相当する）が最適な大きさとなるように、光ファイバー１１のレーザ射出端６１の位置を調整する。そして、そのときのコリメート後レーザ径をレーザ径測定装置１８により測定する。これをレーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までの距離（ワークまでの距離に相当する）を変えて実施し、レーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までの距離（すなわちレーザ加工ヘッド６からワークまでの距離）とコリメート後レーザ径を対応させた対応テーブルを作成する。作成した対応テーブルはファイバー用アクチュエータ制御装置１４に記憶される。
【００３２】
そして、光ファイバーケーブル５の脱着時には、コリメート後レーザ径をレーザ径測定装置１８により測定して、測定されたコリメート後レーザ径が、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じて最適なワーク上レーザ径となるようにレーザ射出端６１位置を調整する。
【００３３】
このレーザ射出端６１位置の調整は、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４とファイバー位置変更機構１３が用いられる。これらは距離変更手段またはレーザ射出端位置変更手段となる。
【００３４】
図３は、ファイバー位置変更機構１３部分の拡大図である。
【００３５】
ファイバー位置変更機構１３は、光ファイバー１１を保持していると共に、この光ファイバー１１全体を移動させることができる。
【００３６】
そのために、ファイバー位置変更機構１３は、光ファイバー保持部１２ごと光ファイバー１１を移動させるためのアクチュエータ２０１と、ギア機構２１４とを有する。これにより図示矢印のように、光ファイバー１１のレーザ射出端６１の位置が移動する。
【００３７】
図４は、ファイバー用アクチュエータ制御装置１４の制御によるレーザ射出端６１の位置移動を説明するための図面である。
【００３８】
ファイバー用アクチュエータ制御装置１４は、まず、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じてワーク上のレーザ径が最適な大きさとなるコリメートレンズ１６通過後のレーザ径（コリメート後レーザ径の最適値）を、前述した対応テーブルに対比することで求める。そしてレーザ径測定装置１８によって測定された現在のコリメートレンズ１６通過後のレーザ径が、前述した対応テーブルから得られているコリメート後レーザ径の最適値に対して大きければ、レーザ射出端６１からコリメートレンズまでの距離が短くなる方向へレーザ射出端６１の位置を移動させる（図４（ａ）参照）。これによりコリメートレンズまで、およびコリメートレンズ通過後のレーザ径は図示ＡからＢのように細くなる。
【００３９】
逆に、現在のコリメートレンズ１６通過後のレーザ径が、前述した対応テーブルから得られているコリメート後レーザ径の最適値に対して小さければ、レーザ射出端６１からコリメートレンズまでの距離が長くなる方向へレーザ射出端６１の位置を移動させる（図４（ｂ）参照）。これによりコリメートレンズまで、およびコリメートレンズ通過後のレーザ径は図示ＢからＡのように太くなる。
【００４０】
そしていずれの場合も、レーザ径測定装置１８によって測定された現在のコリメートレンズ１６通過後のレーザ径がコリメート後レーザ径の最適値になった時点でレーザ射出端６１の移動を停止する。
【００４１】
これにより、図４（ａ）および（ｂ）に示したいずれの場合において、ワーク上におけるレーザ照射点のレーザ径は最適な大きさとなる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、コリメート後レーザ径を測定して、このコリメート後レーザ径があらかじめ決められた最適値、すなわち、ワーク上でのレーザ径が最適な値となるようなコリメート後レーザ径の大きさとなるように、レーザ射出端６１を移動させることとしたので、レーザ加工ヘッド６から光ファイバーケーブル５を脱着するごとに、レンズの位置調整による焦点調整のやり直しが不要となる。
【００４３】
そのため、特にレーザ加工ヘッド６から光ファイバーケーブル５を脱着した際に、微妙な位置ずれが生じたとしても集光レンズの位置を再度調整しながら教示をし直すことが不要となる。
【００４４】
つまり、集光レンズに入る前の段階でレーザ径の大きさを調整しているため、その後の集光レンズに入るレーザ光は、光ファイバーケーブル５を脱着する前と同じ状態にすることが可能となる。このため、光ファイバーケーブル５を脱着後も、集光レンズの位置（すなわち焦点合わせ）は、光ファイバーケーブル５を脱着する前と同じでよいのである。
【００４５】
したがって、たとえば複数の溶接点がある場合には、いちいちすべての溶接点についてワーク上で最適なレーザ径となるように集光レンズの位置を再教示する必要がなくなり、光ファイバーケーブル脱着後の調整作業時間を大きく短縮することができる。
【００４６】
また、ワーク上の最適なレーザ径とワークまでの距離に応じた対応テーブルを参照してレーザ射出多に値を調整することとしているため、ワークまでの距離に応じて正確にワーク上レーザ径を最適な大きさとすることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、上述したように、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離はロボットの教示データから取得することとしたが、これに変えてレーザ加工ヘッド６にワーク上のレーザ照射点まで測距手段を設けておき、測距手段により測定された距離に応じて対応テーブルからコリメート後レーザ径の最適値を求め、レーザ射出端６１を移動させるようにしてもよい。
【００４８】
（実施形態２）
次に、他の実施形態を説明する。
【００４９】
上述した実施形態では、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じてレーザ射出端６１を移動させるようにしたが、この動きだけではレーザ加工ヘッド６からワークまでの距離によって、レーザ光を集光できなくなる場合がある。
【００５０】
そこで、本実施形態２ではさらに、集光距離可変用レンズ１９（集光レンズ）を移動させることで、レーザ射出端６１の移動だけでは、集光することのできない距離の変化に対応させたものである。なお、装置構成は、実施形態１と同じである。
【００５１】
レーザ射出端６１の移動だけでは、集光することのできない距離の変化とは、たとえば、レーザ射出端６１を移動させたときにレーザコリメート後レーザ径がコリメートレンズ１７の最適な範囲を超えるほど大きくなってしまうような場合である。
【００５２】
本実施形態２は、実施形態１と同様に、レーザ径測定装置１１７まで、レーザ加工ヘッド６からレーザ光を照射し、そのとき照射されたレーザ径を計測し、最適な大きさ、通常は最もレーザ径が絞り込まれた最小径（最適なワーク上レーザ径）となるように、集光距離可変用レンズ１９を調整する。そして、集光距離可変用レンズ１９を移動した位置において、さらにレーザ径測定装置１１７までさまざまな距離でレーザ光を照射し、そのとき照射されたレーザ径を計測し、最適な大きさ、通常は最もレーザ径が絞り込まれた最小径（最適なワーク上レーザ径）となるように、光ファイバー１１のレーザ射出端６１の位置を調整する。
【００５３】
そしてこれらによって得られたレーザ加工ヘッド６からレーザ径測定装置１１７までの距離と最適なワーク上レーザ径となる集光距離可変用レンズ１９の位置を対応付けしたレンズ対応テーブルを記憶する。そして、集光距離可変用レンズ１９の位置に対して上述した実施形態１と同様に、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離に応じて最適なワーク上レーザ径となるようにしたレーザ射出端６１位置のときのコリメート後レーザ径を測定しておき、そのときの距離とコリメート後レーザ径を対応させた対応テーブルを記憶しておく。
【００５４】
これにより、レーザ射出端６１の移動だけでは、集光することのできないほどにレーザ加工ヘッド６からワークまでの距離が変化した場合には、レンズ対応テーブルを参照して集光距離可変用レンズ１９の位置を移動し、その後のより少ない距離の変化には実施形態１と同様にしてレーザ射出端６１の位置を移動することでレーザ焦点を調整することができる。
【００５５】
このように集光レンズの位置を調整する場合でもあらかじめ決められたレンズ対応テーブルを用いることで、レーザ加工ヘッド６からワークまでの距離が大きく変化した場合でも焦点距離を変更するための動作を最小限に抑え、より速く目標とするレーザ照射手における合焦動作を行うことができる。
【００５６】
以上、本発明を適用した実施形態を説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【００５７】
たとえば、レーザ径測定装置１８をコリメートレンズ１７のレーザ通過方向後にハーフミラーを介して設置したが、レーザ径測定装置１８は、たとえば、集光距離可変用レンズ１９と第１レンズ１１０の間、第１レンズ１１０と第２レンズ１１１間などにハーフミラーを設置しておいてもよく、コリメートレンズ通過後であればどの位置にあってもよい。
【００５８】
また、レーザ径測定装置１１７を用いて、ワーク上の照射されたレーザ径を測定する際には、溶接を行うレーザ光をそのまま用いてもよいが、その出力強度は、実際に溶接する際より低くしてもよい。これは、レーザ出力強度を低くしてもレーザ径自体は変わらないからである。また、溶接するレーザ光（ＹＡＧレーザ）に代えてレーザ発振器３から、可視光のパイロットレーザを光ファイバー内に照射して、レーザ径測定装置１１７による測定するようにしてもよい。
【００５９】
さらに、上述した実施形態では、レーザ加工ヘッドからワークまでの距離にこりメート後レーザ径を対応させた対応テーブルを用いたが、これに代えて、光ファイバーケーブル５を取り外す前のコリメート後レーザ径をレーザ径測定装置１８によって測定しておき、その値をファイバー用アクチュエータ制御装置１４に記憶しておいて、光ファイバーケーブル５を取り外して、取り付けた後、レーザ径測定装置１８によって測定されるコリメート後レーザ径が、取り外し前のコリメート後レーザ径となるように、レーザ射出端６１の位置を調整するようにしてもよい。このような単純な動作によっても集光レンズ系（集光距離可変用レンズ１９と第１レンズ１１０の間、第１レンズ１１０と第２レンズ１１１）にはいるレーザ光の入射角は、光ファイバーケーブル５の脱着前と同じ状態となるので、レンズ系の位置調整や教示のし直しなどは行わなくても、脱着前と同じようにワーク上で最適なレーザ径を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、レーザ溶接、レーザ加工に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明を適用したレーザ溶接装置の構成を説明するための概略図である。
【図２】レーザ加工ヘッド６内部の構成を説明するための説明図である。
【図３】ファイバー位置変更機構１３部分の拡大図である。
【図４】ファイバー用アクチュエータ制御装置１４の制御によるレーザ射出端６１の位置移動を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００６２】
１…ロボット、
２…ロボットコントローラ、
３…レーザ発振器、
４…制御装置、
５…光ファイバーケーブル、
６…レーザ加工ヘッド、
１２…光ファイバー保持部、
１３…ファイバー位置変更機構、
１４…ファイバー用アクチュエータ制御装置、
１７…コリメートレンズ、
１８…レーザ径測定装置、
１９…集光距離可変用レンズ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ発振器と、
前記レーザ光の照射方向を変更可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、
前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、
前記導光手段のレーザ射出端位置と前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更する距離変更手段を有することを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項２】
前記レンズは、入力されたレーザ光を平行光として出力するコリメートレンズであることを特徴とする請求項１記載のレーザ溶接装置。
【請求項３】
前記距離変更手段は、前記導光手段のレーザ射出端位置を変更することで、前記導光手段のレーザ射出端位置と前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更するレーザ射出端位置変更手段であることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ溶接装置。
【請求項４】
前記レーザ照射手段は、
前記コリメートレンズと、
平行光にされた前記レーザ光を集光させる集光レンズと、
前記レーザ光が前記コリメートレンズを通過した後のレーザ径を測定するコリメート後レーザ径測定手段と、を有し、
前記レーザ射出端位置変更手段は、あらかじめ前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように、前記レーザ照射点のレーザ径と前記コリメートレンズ通過後のレーザ径とを対応させた対応テーブルと、を有し、
前記レーザ射出端位置変更手段は、前記コリメート後レーザ径測定手段が測定したレーザ径が、前記対応テーブルと対比して前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように前記レーザ射出端位置を移動させることを特徴とする請求項３記載のレーザ溶接装置。
【請求項５】
前記レーザ射出端位置変更手段は、さらに、あらかじめ前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適なレーザ径となるように前記集光レンズ位置を対応付けしたレンズ対応テーブルを有し、
前記レーザ射出端位置変更手段は、前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適なレーザ径となるように前記レンズ対応テーブルと対比して前記集光レンズ位置を移動させることを特徴とする請求項４記載のレーザ溶接装置。
【請求項６】
レーザ光を発生させるレーザ発振器と、
前記レーザ光の照射方向を変更するために移動可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、
前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、を有し、
前記導光手段を前記レーザ照射手段に対して脱着を行った後に、前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように、前記導光手段のレーザ射出端位置を前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更することを特徴とするレーザ溶接装置のレーザ光調整方法。
【請求項７】
前記レンズは、入力されたレーザ光を平行光として出力するコリメートレンズであることを特徴とする請求項６記載のレーザ溶接装置のレーザ光調整方法。
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ発振器と、
前記レーザ光の照射方向を変更可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、
前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、
前記導光手段のレーザ射出端位置と前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更する距離変更手段を有することを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項２】
前記レンズは、入力されたレーザ光を平行光として出力するコリメートレンズであることを特徴とする請求項１記載のレーザ溶接装置。
【請求項３】
前記距離変更手段は、前記導光手段のレーザ射出端位置を変更することで、前記導光手段のレーザ射出端位置と前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更するレーザ射出端位置変更手段であることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ溶接装置。
【請求項４】
前記レーザ照射手段は、
前記コリメートレンズと、
平行光にされた前記レーザ光を集光させる集光レンズと、
前記レーザ光が前記コリメートレンズを通過した後のレーザ径を測定するコリメート後レーザ径測定手段と、を有し、
前記レーザ射出端位置変更手段は、あらかじめ前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように、前記レーザ照射点のレーザ径と前記コリメートレンズ通過後のレーザ径とを対応させた対応テーブルと、を有し、
前記レーザ射出端位置変更手段は、前記コリメート後レーザ径測定手段が測定したレーザ径が、前記対応テーブルと対比して前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように前記レーザ射出端位置を移動させることを特徴とする請求項３記載のレーザ溶接装置。
【請求項５】
前記レーザ射出端位置変更手段は、さらに、あらかじめ前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適なレーザ径となるように前記集光レンズ位置を対応付けしたレンズ対応テーブルを有し、
前記レーザ射出端位置変更手段は、前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適なレーザ径となるように前記レンズ対応テーブルと対比して前記集光レンズ位置を移動させることを特徴とする請求項４記載のレーザ溶接装置。
【請求項６】
レーザ光を発生させるレーザ発振器と、
前記レーザ光の照射方向を変更するために移動可能な反射鏡を備えたレーザ照射手段と、
前記レーザ発振器から前記レーザ照射手段まで前記レーザ光を導く導光手段と、を有し、
前記導光手段を前記レーザ照射手段に対して脱着を行った後に、前記レーザ照射手段からワーク上のレーザ照射点までの距離に応じて前記ワーク上の前記レーザ照射点のレーザ径が最適な径となるように、前記導光手段のレーザ射出端位置を前記レーザ照射手段に設けられたレンズとの間の距離を変更することを特徴とするレーザ溶接装置のレーザ光調整方法。
【請求項７】
前記レンズは、入力されたレーザ光を平行光として出力するコリメートレンズであることを特徴とする請求項６記載のレーザ溶接装置のレーザ光調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２８３４０３（Ｐ２００７−２８３４０３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３７９７１（Ｐ２００７−３７９７１）
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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