レーザ溶接電源のレーザ出力校正方法および校正装置
【課題】電源装置ごとに光パワーメータを設ける必要を無くし、光パワーの検出タイミングを一定に揃えることにより検出精度を高める。
【解決手段】レーザ接合電源１０に予め記憶したＰ−Ｉ特性に基づいて、レーザビームを出力する一方、レーザビームを受光する光パワーメータ４０の出力をシリアルポート４４を介してレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータ４０のレーザ出力測定値を読み込み、このレーザ出力測定値が誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定し前記Ｐ−Ｉ特性を校正する。
【解決手段】レーザ接合電源１０に予め記憶したＰ−Ｉ特性に基づいて、レーザビームを出力する一方、レーザビームを受光する光パワーメータ４０の出力をシリアルポート４４を介してレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータ４０のレーザ出力測定値を読み込み、このレーザ出力測定値が誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定し前記Ｐ−Ｉ特性を校正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶接箇所に照射して接合するために用いるレーザビームのレーザ出力を、光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正方法と、この方法の実施に直接使用する校正装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを溶接箇所に照射して、溶接を行うレーザ溶接が公知である。例えばレーザビームによって樹脂やハンダを溶融して溶接するものがある。この場合に、レーザビームの出力(レーザ出力、光パワー)を精度良く管理することが綺麗で信頼性が高い溶接を行うために必要である。
【０００３】
しかし長期間の使用により光源となるレーザ(レーザ発振器ともいう）の劣化が進み、従ってレーザ出力(光パワー)が低下することがある。この場合には溶接温度の低下により溶接の信頼性が低下するという問題が生じる。
【０００４】
そこで従来より、レーザビーム(レーザ光)の一部を分岐してフォトダイオードなどの光/電気変換素子に導くことによりレーザ出力を検出し、この検出値が一定になるように駆動電流をフィードバック制御することが提案されている（パワーフィードバック制御方式、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
また光パワーメータを用いて、一定期間ごとにレーザビームの出力(光パワー）を検出し、この検出出力が設定値となるようにレーザの駆動電流を補正し、このようにして設定した駆動電流をフィードバック制御することも提案されている(定電流制御方式）。しかしこの方法では、作業者がレーザビームを光パワーメータに導いてその時の光パワーを光パワーメータの表示を目視により読み出して検出し、この結果を電源装置に手作業で入力する必要があるため、検出タイミングが不揃いになる。このため、校正作業が不正確になりやすく、作業能率も悪いという問題がある。そこでこの補正作業を自動で行う方法が提案されている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−９５６０８
【特許文献２】特開平５−１６９２８４
【特許文献３】特願２００８−６３６１２
【特許文献４】特願２００８−１１５２６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２に示されたパワーフィードバック制御方式によれば、レーザビームの一部をハーフミラーなどで分光し、フォトダイオードなどの光−電気変換素子で変換する必要があるため、それらの微妙な調整が必要となり、電源装置が複雑で部品点数が増えて高価になるという問題がある。
【０００８】
また手作業による定電流制御方式によれば、レーザビームの光パワーを検出するタイミングが決まっていないため検出精度が不揃いになり、測定結果に誤差が生じやすいという問題もあった。すなわち経時劣化したレーザ発振器では、出力パワーが不安定であることが多いからである。特許文献３、４に示された自動化した定電流制御方式によれば、電源装置１台ごとに専用の光パワーメータが必要であるばかりでなく、レーザビームの射出方向を溶接対象箇所と光パワーメータとに切り替える必要がある。このためやはり装置が複雑で大型化し、部品点数が増えて高価になるという問題がある。
【０００９】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、電源装置ごとに光パワーメータを設ける必要が無く、同じ光パワーメータを異なる電源装置に使用しても光パワーの検出タイミングを一定に揃えることにより検出精度を高めることができ、光パワーメータは汎用のものを使用でき、さらに電源装置の構造を単純化して部品点数の増加を抑制し、小型化と低価格化を実現することができるレーザ溶接電源のレーザ出力校正方法を提供することを第１の目的とする。
【００１０】
またこの方法の実施に直接使用するレーザ溶接電源のレーザ出力校正方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によれば第１の目的は、レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正方法であって、前記レーザ接合電源に予め記憶したレーザ出力と駆動電流のＰ−Ｉ特性に基づいて、レーザビームを出力する一方、レーザビームを受光する前記光パワーメータの出力をシリアルポートを介してレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、このレーザ出力測定値が誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定し前記Ｐ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正方法、により達成される。
【００１２】
また第２の目的は、レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正装置であって、レーザ出力とその誤差許容範囲と照射時間とを設定する設定部と、レーザ出力とその駆動電流との対応を示すＰ−Ｉ特性の記憶部と、前記設定部で設定されたレーザ出力を出力する駆動電流を前記Ｐ−Ｉ特性を用いて求める駆動電流設定部と、この駆動電流を出力するレーザ駆動部と、駆動電流によって駆動されるレーザ発振器と、前記光パワーメータが検出したレーザビームのパワー検出出力をシリアルポートを介して受信しレーザビームのパワーを求めるレーザパワー判定部と、レーザ出力により前記Ｐ−Ｉ特性を校正する校正部と、レーザ出力の誤差を前記設定部に設定された誤差許容範囲と比較し範囲内ならＯＫを、範囲外ならＮＧを出力する比較部と、これらを制御するＣＰＵおよび表示部とを備え、前記ＣＰＵはレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、先記校正部はこのレーザ出力測定値が前記誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定して前記Ｐ−Ｉ特性記憶部に記憶するＰ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正装置、により達成される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の校正方法によれば、光パワーメータはシリアルポートによって電源装置に切り離し可能に接続されるので、電源装置から指令する一定の測定タイミングで光パワーの測定を行い、この結果をリアルタイムに電源装置に送ることができる。このため、検出精度を高めることができる。この時、光パワーメータは電源装置ごとに別々に設ける必要が無く、汎用のものを使用することができレーザビームを分光したり射出方向を切り替えたりする機構を電源装置に設ける必要が無いから、電源装置の構造を単純化して部品点数の増加を抑制し、その小型化と低価格化を実現することが可能である。
【００１４】
またこの発明の校正装置によれば、この校正方法の実施に直接使用するレーザ溶接電源装置のレーザ出力校正装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例であるレーザ溶接電源の校正作業を示す斜視図
【図２】同じく電源の構成を示す図
【図３】同じく表示部の表示例を示す図
【図４】同じくＰ−Ｉ特性を示す図
【図５】同じく測定タイミングを示す図
【図６】同じくパワーアジャストモードの動作流れ図
【図７】同じくパワーチェックモードの動作流れ図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
レーザとしては、半導体レーザが適する（請求項２）。これは小型で取り扱いが容易であり安価であるからである。シリアルポートは、データをシリアル(直列)で伝送する方式のものでありＲＳ２３２Ｃがシリアル伝送用インターフェースとして用いることができる（請求項３）。光パワーメータでレーザ出力測定値を読み込むタイミングは、予め設定したレーザビーム射出時間内の終端を含まない終端付近(すなわち終端より僅かに前の時点、以下この時点を終端付近ともいう。）に設定するのがよい（請求項４）。例えば、射出時間幅の９０％の時間経過時点を読み込みタイミングとするのがよい（請求項５）。このように読み込みタイミングを射出時間幅の終端付近にすれば、レーザの出力が安定し、また射出終了時点の不安定状態の影響を受けないからである。
【００１７】
レーザ溶接電源は、複数の設定タイミングｔ（ｔ1、ｔ2、‥‥）で駆動電流Ｉ（Ｉ1、Ｉ2、‥‥）に対するレーザ出力測定値Ｐ（Ｐ1、Ｐ2‥‥）を読み込み、これら複数の測定点（Ａ、Ｂ、‥‥）を通る「電流ーパワー特性」（Ｉ−Ｐ特性）を求め、この特性曲線（または直線）上でレーザ出力測定値Ｐが設定した誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流Ｉを設定することができる（請求項６）。測定点を２つとしてこれらの２点を通る直線をＰ−Ｉ特性とし、この直線上でレーザ駆動電流Ｉを設定しても良い（請求項７）。この場合は測定点が少ないので校正に要する時間を短縮できる.なおこの場合、この特性はレーザの劣化があっても通常広い電流範囲でほぼ直線になるので、校正の精度は十分高く確保できる。
【００１８】
レーザ接合電源は、レーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモード（ＣＨＥＣＫモード）と、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモード（ＡＤＪＵＳＴモード）の切り替えを可能とし、アジャストモードとチェックモードとの切り替え時に予め設定した休止時間を空けて切り替えるようにするのがよい（請求項８）。このように休止時間を設けないと、モードの切り替え時にレーザが連続（あるいはほぼ連続）作動することになり、後のモードでの光パワーが長時間作動により変化し、校正の精度が低下する恐れが有るからである。この休止時間は１０分間以上とするのが望ましい。なお両モードを設けるのは，アジャストモードで校正した後、校正の結果が適正か否かをチェックモードで確認するためである。また溶接作業に先立って、レーザ出力の確認をするのにこのチェックモードが使えるからである。
【００１９】
請求項９の校正装置において、さらにレーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモードと、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモードの切り替えを行うためのモード切替手段を備えることにより、アジャストモードで校正した結果をチェックモードで容易に確認することができ便利である（請求項１０）。またＣＰＵは、前記モード切替手段の切り替え時に所定の休止時間を空けて切り替えるようにすれば、レーザの連続作動による精度の低下を防ぐことができる（請求項１１）。
【実施例１】
【００２０】
図１において、符号１０はレーザ接合電源であり、ジョグダイヤル（回転型セレクタ）１２や種々のキースイッチ１４などにより設定される条件でレーザビームを発生し、このレーザビームが光ファイバ１６によって射出ヘッド１８に導かれる。射出ヘッド１８には、レーザビームを所定のビーム径に収束するレンズが収容されている。なおこの電源１０の前面には、デジタルモニタ画面となる表示部２０、電源スイッチ２２、レーザ／オンキー２４、緊急停止スイッチ２６が設けられている。レーザ／オンキー２４は、２回続けて押すことによって、レーザの作動をオンにしてレーザビームの射出を開始させる。誤操作を防止するためである。
【００２１】
電源１０は図２に示すように構成される。電源１０は、コンピュータであるＣＰＵ２８、このＣＰＵ２８のソフトウェアで構成される所定の機能を有しブロックで表示された各機能部３０（３０ａ〜３０ｇ）、ＣＰＵ２２により設定された駆動電流Ｉを出力するレーザ駆動部３２、この駆動電流Ｉで駆動される半導体レーザ３４、などを備える。レーザ３４が出力するレーザビームは、光ファイバ１６を介して、前記射出ヘッド１８に導かれ、溶接作業時には溶接箇所に向かって射出される。
【００２２】
機能部３０は、レーザ３４が出力する光パワーＰと射出時間（出力時間）ＴとパワーＰの誤差許容範囲ΔＰなどを設定するための設定部３０ａ、Ｐ−Ｉ特性記憶部３０ｂ、設定されたパワーＰを出力するために必要な駆動電流をＰ−Ｉ特性記憶部３０ｂのデータを用いて設定する駆動電流設定部３２ｃ、後記する光パワーメータ４０の出力（測定値）からレーザパワー（光パワー）ｐを求めるレーザパワー判定部３０ｄ、このレーザパワー判定部３０ｄで求めたレーザパワーｐを前記設定部３０ａで設定したパワーと比較する比較部３０ｅ、レーザパワー判定部３０ｄの出力ｐを用いてＰ−Ｉ特性を校正する校正部３０ｆ、モード切替部３０ｇなどを有する。
【００２３】
前記比較部３０ｅは、後記するチェックモード（ＣＨＥＣＫモード）で、レーザパワー判定部３０ｄが求めたレーザパワーが設定値の誤差許容範囲内であればＯＫの信号を表示し、範囲外であればＮＧの信号を出力する。また後記アジャストモード（ＡＤＪＵＳＴモード）では、校正部３０ｆが作動してＰ−Ｉ特性を校正するものである。モード切替部３０ｇは、アジャストモードで校正をした結果をチェックモードで確認したり、溶接作業の直前などの適時にレーザ出力を確認するためにチェックモードに切り替えるためのものであって、ＣＰＵ２２のソフトウエアで構成される。
【００２４】
図１において、４０は光パワーメータであり、射出ヘッド１８から射出されたレーザビームを受光して、レーザビームの光パワーＰに応じた出力（検出値、測定値）の信号ｐを出力する。この光パワーメータは、受光部４０ａに入射された総熱量をみてパワーを検出するものである。このためビーム径の変化による出力変動は問題とならない。この光パワーメータ４０には、電源１０から電源線４２（図１）によって電力が供給される。またこの光パワーメータ４０はＲＳ２３２Ｃ通信機能付きのものであり、シリアルポート（シリアルインターフェース）であるＳＲ２３２Ｃインターフェース４４を介して電源１０に接続されている。
【００２５】
（アジャストモード）
次にアジャストモードの動作を図３（Ａ）〜図６を用いて説明する。まず、電源１０の電源スイッチ２２をオンにし、所定の操作により表示部２０に図３（Ａ）に示す画面を表示させる。アジャストモードを選択するためには、ジョグダイヤル１２を回して「ＡＤＪＵＳＴ」を選択し、ジョグダイヤル１２を押してＣＰＵ２２に読み込ませればよい（図３（Ａ）の[1]、図６のステップＳ１００）。
【００２６】
次に、パワーの目標値（ＴＡＲＧＥＴ）Ｐ1、Ｐ2と、出力時間（射出時間、ヒート時間、ＴＩＭＥ）Ｔ1、Ｔ2とを、それぞれ設定する（図３（Ａ）の[2]、[3]、図６のステップＳ１０２、１０４）。目標値と出力時間に対しては、１回目（１ｓｔ）と２回目（２ｎｄ）の２段階の測定に対してそれぞれ設定する。なお２段階に分けて目標値、出力時間を設定するのは、図４に示すＰ−Ｉ特性上の２点Ａ′、Ｂ′を測定してこの特性を直線として校正するためである。なお１回目と２回目は連続して行ってもよいが、その間に適切な休止時間を設けてもよい。実際の溶接作業における出力制御の仕様に合わせておいてもよい。
【００２７】
目標値の設定範囲は例えば、０〜３０Ｗ（ワット）であり、初期設定として１ｓｔは１０.０Ｗが、２ｎｄでは２０.０Ｗが予め設定されているので、通常はこの設定値のままで使用する。出力時間は０〜９９ｓｅｃ（秒）の範囲で設定可能である。この時間についても１ｓｔ、２ｎｄに対してそれぞれ設定できるが、通常は初期設定である２０ｓｅｃのままで使用する。
【００２８】
アジャストモードでは、メッセージエリア（図３（Ａ）に「ＡＤＪＵＳＴ」と示された[5]の領域）に示すように、出力を確認するチェックモードの選択と、アジャストモードの作動開始（スタート、ＳＴＡＲＴ）の選択とが可能であり、この選択は前記したジョグダイヤル１２で行う（図６のステップＳ１０６）。ここでスタートを選択すれば、アジャストモードの動作を行わせることができる。この測定結果（測定値、ＲＥＳＵＬＴ）が、１ｓｔの結果と、２ｎｄの結果とに分けて表示される（図３（Ａ）の[6]、[7]、図６のステップＳ１０８）。
【００２９】
次にアジャストモードで行う校正作業の内容について、図４、５を用いて説明する。この校正作業は図２に示した校正部３０ｆで行う。この実施例ではレーザビームの出力時間Ｔ1、Ｔ2の終端付近であって終端よりも１０％前の時点ｔ1、ｔ2を測定タイミングとする。この実施例では出力時間Ｔ1、Ｔ2が２０ｓｅｃであるから、それぞれの最初から１８ｓｅｃ経過時点を測定タイミングｔ1、ｔ2としている。
【００３０】
ＣＰＵ２２は、予め記憶されているＰ−Ｉ特性に基づいて目標値１０Ｗ、２０Ｗのレーザビームを出力するための駆動電流Ｉ1、Ｉ2を求める。Ｐ−Ｉ特性は、レーザ３４の劣化がない状態であれば、例えば図４に実線で示す特性になるものとする。すなわち駆動電流が２０Ａ（アンペア）でパワーは１０Ｗ、４０Ａで２０Ｗになるものとする。この時の２つの測定点Ａ、Ｂを通る直線を、ｙ＝ａｘ＋ｂ、とする。この直線のデータはＰ−Ｉ特性記憶部３０ｂに記憶されている。
【００３１】
レーザ３４が経時劣化している場合には、同じ目標値１０Ｗ、２０Ｗを出力するためには、駆動電流Ｉを僅かに大きくすることが必要になる。この発明ではこの時の校正後の特性を図４に一点鎖線で示す特性として、ｙ＝ａ′ｘ＋ｂ′、を求める。そしてこの結果である校正データを前記Ｐ−Ｉ特性記憶部３０ｂに記憶し、以後はこれを用いて駆動電流Ｉを設定するものである。
【００３２】
すなわち図５に示すように、２０Ａ（＝Ｉ1）で駆動した時のパワーＰは経時劣化によりパワーｐ1に減少ているので、光パワーメータ４０を用いて測定することにより測定点Ａ′を求める。同様に４０Ａ（＝Ｉ2）で駆動した時のパワーＰはパワーｐ2に減少しているから、この時のパワーを同様に測定して測定点Ｂ′を求める。これらの測定点Ａ′、Ｂ′を通る直線を求めれば、これが前記ｙ＝ａ′ｘ＋ｂ′である。このようにして定数ａ′、ｂ′を求める。
【００３３】
すなわち電源１０の前面に設けた［ＳＥＴ］のキースイッチ１４を押すことにより（ステップＳ１１０）、このＰ−Ｉ特性の校正データが作成され（ステップＳ１１２）、Ｐ−Ｉ特性記憶部３０ｂに入力れる。以後はこの構成された特性によって駆動電流Ｉを求めるのは前記したとおりである。
【００３４】
（チェックモード）
次にチェックモードを説明する。このモードは、アジャストモードで校正されたレーザビームのパワーが適正か否か、すなわち誤差許容範囲内にあるか否かを判定するものである。まずこのチェックモードを選択するためには、図３（Ｂ）の表示画面のメッセージ表示エリア（図３（Ｂ）の「ＣＨＥＣＫ ＲＡＮＧＥ」の下の[5]で示すエリア）でチェック（ＣＨＥＣＫ）をジョグダイヤル１２により選択する（図７のステップＳ１２０）。
【００３５】
次に、目標値Ｐと出力時間Ｔと誤差許容範囲ΔＰの設定を行う（図７のステップＳ１２２、Ｓ１２４、Ｓ１２６）。目標値Ｐと出力時間Ｔがアジャストモードの時と変わらなければそのままにする。誤差許容範囲（出力確認判定範囲、ＣＨＥＣＫ ＲＡＮＧＥ）ΔＰは、このチェック（ＣＨＥＣＫ）モードの時に目標値と測定値の差が許容可能な範囲内か否かを判定するために用いられる。すなわち、チェックモードにおいて、この差がこの範囲内であれば「ＯＫ」、範囲外であれば「ＮＧ」を表示部２０に（例えば、図３（Ｂ）の「ＣＨＥＣＫ ＲＡＮＧＥ」の下の[5]で示すメッセージエリアに）表示する。この誤差許容範囲ΔＰは、０.０Ｗ〜９.９Ｗの範囲で設定される。通常は初期設定である±１.０Ｗのままで使用する。
【００３６】
そして、図３（Ｂ）の「ＳＴＡＲＴ」にカーソルを合わせてジョグダイヤル１２を押す。するとチェックモードが起動し（ステップＳ１２８）、レーザ／オンキー２４を押すことを求める表示が出るから、この指示に従ってレーザ／オンキー２４を２回押してレーザビームを出力させる（ステップＳ１３０）。レーザ出力が終わると「１ｓｔ ＲＥＳＵＬＴ」、「２ｎｄ ＲＥＳＵＬＴ」の欄にパワーメータ４０の測定値が表示される（ステップＳ１３２）。
【００３７】
この表示を確認してから「ＳＥＴ」のキースイッチ１４を押せば、この値が確定される（ステップＳ１３４）。すると、チェック完了の表示が出て、目標値と測定値の差が差許容範囲内であれば「ＲＥＳＵＬＴ」の欄に「ＯＫ」が表示され、誤差許容範囲外であればメッセージエリアに「ＮＧ」が表示される（ステップＳ１３６）。そしてジョグダイヤル１２を押せば初期表示に戻る（ステップＳ１３８）。
【符号の説明】
【００３８】
１０ レーザ溶接電源
１２ ジョグダイヤル
１６ 光ファイバ
１８ 射出ヘッド
２０ 表示部
２２ ＣＰＵ
３０（３０ａ〜３０ｇ） 機能部
３０ａ 設定部
３０ｂ Ｐ−Ｉ特性記憶部
３０ｃ 駆動電流設定部
３０ｄ レーザパワー判定部
３０ｅ 比較部
３０ｆ 校正部
３０ｇ モード切替部
３２ レーザ駆動部
３４ 半導体レーザ（レーザダイオード、ＬＤ）
４０ 光パワーメータ
４４ ＲＳ２３２Ｃインターフェイス
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶接箇所に照射して接合するために用いるレーザビームのレーザ出力を、光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正方法と、この方法の実施に直接使用する校正装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを溶接箇所に照射して、溶接を行うレーザ溶接が公知である。例えばレーザビームによって樹脂やハンダを溶融して溶接するものがある。この場合に、レーザビームの出力(レーザ出力、光パワー)を精度良く管理することが綺麗で信頼性が高い溶接を行うために必要である。
【０００３】
しかし長期間の使用により光源となるレーザ(レーザ発振器ともいう）の劣化が進み、従ってレーザ出力(光パワー)が低下することがある。この場合には溶接温度の低下により溶接の信頼性が低下するという問題が生じる。
【０００４】
そこで従来より、レーザビーム(レーザ光)の一部を分岐してフォトダイオードなどの光/電気変換素子に導くことによりレーザ出力を検出し、この検出値が一定になるように駆動電流をフィードバック制御することが提案されている（パワーフィードバック制御方式、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
また光パワーメータを用いて、一定期間ごとにレーザビームの出力(光パワー）を検出し、この検出出力が設定値となるようにレーザの駆動電流を補正し、このようにして設定した駆動電流をフィードバック制御することも提案されている(定電流制御方式）。しかしこの方法では、作業者がレーザビームを光パワーメータに導いてその時の光パワーを光パワーメータの表示を目視により読み出して検出し、この結果を電源装置に手作業で入力する必要があるため、検出タイミングが不揃いになる。このため、校正作業が不正確になりやすく、作業能率も悪いという問題がある。そこでこの補正作業を自動で行う方法が提案されている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−９５６０８
【特許文献２】特開平５−１６９２８４
【特許文献３】特願２００８−６３６１２
【特許文献４】特願２００８−１１５２６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２に示されたパワーフィードバック制御方式によれば、レーザビームの一部をハーフミラーなどで分光し、フォトダイオードなどの光−電気変換素子で変換する必要があるため、それらの微妙な調整が必要となり、電源装置が複雑で部品点数が増えて高価になるという問題がある。
【０００８】
また手作業による定電流制御方式によれば、レーザビームの光パワーを検出するタイミングが決まっていないため検出精度が不揃いになり、測定結果に誤差が生じやすいという問題もあった。すなわち経時劣化したレーザ発振器では、出力パワーが不安定であることが多いからである。特許文献３、４に示された自動化した定電流制御方式によれば、電源装置１台ごとに専用の光パワーメータが必要であるばかりでなく、レーザビームの射出方向を溶接対象箇所と光パワーメータとに切り替える必要がある。このためやはり装置が複雑で大型化し、部品点数が増えて高価になるという問題がある。
【０００９】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、電源装置ごとに光パワーメータを設ける必要が無く、同じ光パワーメータを異なる電源装置に使用しても光パワーの検出タイミングを一定に揃えることにより検出精度を高めることができ、光パワーメータは汎用のものを使用でき、さらに電源装置の構造を単純化して部品点数の増加を抑制し、小型化と低価格化を実現することができるレーザ溶接電源のレーザ出力校正方法を提供することを第１の目的とする。
【００１０】
またこの方法の実施に直接使用するレーザ溶接電源のレーザ出力校正方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によれば第１の目的は、レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正方法であって、前記レーザ接合電源に予め記憶したレーザ出力と駆動電流のＰ−Ｉ特性に基づいて、レーザビームを出力する一方、レーザビームを受光する前記光パワーメータの出力をシリアルポートを介してレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、このレーザ出力測定値が誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定し前記Ｐ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正方法、により達成される。
【００１２】
また第２の目的は、レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正装置であって、レーザ出力とその誤差許容範囲と照射時間とを設定する設定部と、レーザ出力とその駆動電流との対応を示すＰ−Ｉ特性の記憶部と、前記設定部で設定されたレーザ出力を出力する駆動電流を前記Ｐ−Ｉ特性を用いて求める駆動電流設定部と、この駆動電流を出力するレーザ駆動部と、駆動電流によって駆動されるレーザ発振器と、前記光パワーメータが検出したレーザビームのパワー検出出力をシリアルポートを介して受信しレーザビームのパワーを求めるレーザパワー判定部と、レーザ出力により前記Ｐ−Ｉ特性を校正する校正部と、レーザ出力の誤差を前記設定部に設定された誤差許容範囲と比較し範囲内ならＯＫを、範囲外ならＮＧを出力する比較部と、これらを制御するＣＰＵおよび表示部とを備え、前記ＣＰＵはレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、先記校正部はこのレーザ出力測定値が前記誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定して前記Ｐ−Ｉ特性記憶部に記憶するＰ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正装置、により達成される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の校正方法によれば、光パワーメータはシリアルポートによって電源装置に切り離し可能に接続されるので、電源装置から指令する一定の測定タイミングで光パワーの測定を行い、この結果をリアルタイムに電源装置に送ることができる。このため、検出精度を高めることができる。この時、光パワーメータは電源装置ごとに別々に設ける必要が無く、汎用のものを使用することができレーザビームを分光したり射出方向を切り替えたりする機構を電源装置に設ける必要が無いから、電源装置の構造を単純化して部品点数の増加を抑制し、その小型化と低価格化を実現することが可能である。
【００１４】
またこの発明の校正装置によれば、この校正方法の実施に直接使用するレーザ溶接電源装置のレーザ出力校正装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例であるレーザ溶接電源の校正作業を示す斜視図
【図２】同じく電源の構成を示す図
【図３】同じく表示部の表示例を示す図
【図４】同じくＰ−Ｉ特性を示す図
【図５】同じく測定タイミングを示す図
【図６】同じくパワーアジャストモードの動作流れ図
【図７】同じくパワーチェックモードの動作流れ図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
レーザとしては、半導体レーザが適する（請求項２）。これは小型で取り扱いが容易であり安価であるからである。シリアルポートは、データをシリアル(直列)で伝送する方式のものでありＲＳ２３２Ｃがシリアル伝送用インターフェースとして用いることができる（請求項３）。光パワーメータでレーザ出力測定値を読み込むタイミングは、予め設定したレーザビーム射出時間内の終端を含まない終端付近(すなわち終端より僅かに前の時点、以下この時点を終端付近ともいう。）に設定するのがよい（請求項４）。例えば、射出時間幅の９０％の時間経過時点を読み込みタイミングとするのがよい（請求項５）。このように読み込みタイミングを射出時間幅の終端付近にすれば、レーザの出力が安定し、また射出終了時点の不安定状態の影響を受けないからである。
【００１７】
レーザ溶接電源は、複数の設定タイミングｔ（ｔ1、ｔ2、‥‥）で駆動電流Ｉ（Ｉ1、Ｉ2、‥‥）に対するレーザ出力測定値Ｐ（Ｐ1、Ｐ2‥‥）を読み込み、これら複数の測定点（Ａ、Ｂ、‥‥）を通る「電流ーパワー特性」（Ｉ−Ｐ特性）を求め、この特性曲線（または直線）上でレーザ出力測定値Ｐが設定した誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流Ｉを設定することができる（請求項６）。測定点を２つとしてこれらの２点を通る直線をＰ−Ｉ特性とし、この直線上でレーザ駆動電流Ｉを設定しても良い（請求項７）。この場合は測定点が少ないので校正に要する時間を短縮できる.なおこの場合、この特性はレーザの劣化があっても通常広い電流範囲でほぼ直線になるので、校正の精度は十分高く確保できる。
【００１８】
レーザ接合電源は、レーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモード（ＣＨＥＣＫモード）と、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモード（ＡＤＪＵＳＴモード）の切り替えを可能とし、アジャストモードとチェックモードとの切り替え時に予め設定した休止時間を空けて切り替えるようにするのがよい（請求項８）。このように休止時間を設けないと、モードの切り替え時にレーザが連続（あるいはほぼ連続）作動することになり、後のモードでの光パワーが長時間作動により変化し、校正の精度が低下する恐れが有るからである。この休止時間は１０分間以上とするのが望ましい。なお両モードを設けるのは，アジャストモードで校正した後、校正の結果が適正か否かをチェックモードで確認するためである。また溶接作業に先立って、レーザ出力の確認をするのにこのチェックモードが使えるからである。
【００１９】
請求項９の校正装置において、さらにレーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモードと、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモードの切り替えを行うためのモード切替手段を備えることにより、アジャストモードで校正した結果をチェックモードで容易に確認することができ便利である（請求項１０）。またＣＰＵは、前記モード切替手段の切り替え時に所定の休止時間を空けて切り替えるようにすれば、レーザの連続作動による精度の低下を防ぐことができる（請求項１１）。
【実施例１】
【００２０】
図１において、符号１０はレーザ接合電源であり、ジョグダイヤル（回転型セレクタ）１２や種々のキースイッチ１４などにより設定される条件でレーザビームを発生し、このレーザビームが光ファイバ１６によって射出ヘッド１８に導かれる。射出ヘッド１８には、レーザビームを所定のビーム径に収束するレンズが収容されている。なおこの電源１０の前面には、デジタルモニタ画面となる表示部２０、電源スイッチ２２、レーザ／オンキー２４、緊急停止スイッチ２６が設けられている。レーザ／オンキー２４は、２回続けて押すことによって、レーザの作動をオンにしてレーザビームの射出を開始させる。誤操作を防止するためである。
【００２１】
電源１０は図２に示すように構成される。電源１０は、コンピュータであるＣＰＵ２８、このＣＰＵ２８のソフトウェアで構成される所定の機能を有しブロックで表示された各機能部３０（３０ａ〜３０ｇ）、ＣＰＵ２２により設定された駆動電流Ｉを出力するレーザ駆動部３２、この駆動電流Ｉで駆動される半導体レーザ３４、などを備える。レーザ３４が出力するレーザビームは、光ファイバ１６を介して、前記射出ヘッド１８に導かれ、溶接作業時には溶接箇所に向かって射出される。
【００２２】
機能部３０は、レーザ３４が出力する光パワーＰと射出時間（出力時間）ＴとパワーＰの誤差許容範囲ΔＰなどを設定するための設定部３０ａ、Ｐ−Ｉ特性記憶部３０ｂ、設定されたパワーＰを出力するために必要な駆動電流をＰ−Ｉ特性記憶部３０ｂのデータを用いて設定する駆動電流設定部３２ｃ、後記する光パワーメータ４０の出力（測定値）からレーザパワー（光パワー）ｐを求めるレーザパワー判定部３０ｄ、このレーザパワー判定部３０ｄで求めたレーザパワーｐを前記設定部３０ａで設定したパワーと比較する比較部３０ｅ、レーザパワー判定部３０ｄの出力ｐを用いてＰ−Ｉ特性を校正する校正部３０ｆ、モード切替部３０ｇなどを有する。
【００２３】
前記比較部３０ｅは、後記するチェックモード（ＣＨＥＣＫモード）で、レーザパワー判定部３０ｄが求めたレーザパワーが設定値の誤差許容範囲内であればＯＫの信号を表示し、範囲外であればＮＧの信号を出力する。また後記アジャストモード（ＡＤＪＵＳＴモード）では、校正部３０ｆが作動してＰ−Ｉ特性を校正するものである。モード切替部３０ｇは、アジャストモードで校正をした結果をチェックモードで確認したり、溶接作業の直前などの適時にレーザ出力を確認するためにチェックモードに切り替えるためのものであって、ＣＰＵ２２のソフトウエアで構成される。
【００２４】
図１において、４０は光パワーメータであり、射出ヘッド１８から射出されたレーザビームを受光して、レーザビームの光パワーＰに応じた出力（検出値、測定値）の信号ｐを出力する。この光パワーメータは、受光部４０ａに入射された総熱量をみてパワーを検出するものである。このためビーム径の変化による出力変動は問題とならない。この光パワーメータ４０には、電源１０から電源線４２（図１）によって電力が供給される。またこの光パワーメータ４０はＲＳ２３２Ｃ通信機能付きのものであり、シリアルポート（シリアルインターフェース）であるＳＲ２３２Ｃインターフェース４４を介して電源１０に接続されている。
【００２５】
（アジャストモード）
次にアジャストモードの動作を図３（Ａ）〜図６を用いて説明する。まず、電源１０の電源スイッチ２２をオンにし、所定の操作により表示部２０に図３（Ａ）に示す画面を表示させる。アジャストモードを選択するためには、ジョグダイヤル１２を回して「ＡＤＪＵＳＴ」を選択し、ジョグダイヤル１２を押してＣＰＵ２２に読み込ませればよい（図３（Ａ）の[1]、図６のステップＳ１００）。
【００２６】
次に、パワーの目標値（ＴＡＲＧＥＴ）Ｐ1、Ｐ2と、出力時間（射出時間、ヒート時間、ＴＩＭＥ）Ｔ1、Ｔ2とを、それぞれ設定する（図３（Ａ）の[2]、[3]、図６のステップＳ１０２、１０４）。目標値と出力時間に対しては、１回目（１ｓｔ）と２回目（２ｎｄ）の２段階の測定に対してそれぞれ設定する。なお２段階に分けて目標値、出力時間を設定するのは、図４に示すＰ−Ｉ特性上の２点Ａ′、Ｂ′を測定してこの特性を直線として校正するためである。なお１回目と２回目は連続して行ってもよいが、その間に適切な休止時間を設けてもよい。実際の溶接作業における出力制御の仕様に合わせておいてもよい。
【００２７】
目標値の設定範囲は例えば、０〜３０Ｗ（ワット）であり、初期設定として１ｓｔは１０.０Ｗが、２ｎｄでは２０.０Ｗが予め設定されているので、通常はこの設定値のままで使用する。出力時間は０〜９９ｓｅｃ（秒）の範囲で設定可能である。この時間についても１ｓｔ、２ｎｄに対してそれぞれ設定できるが、通常は初期設定である２０ｓｅｃのままで使用する。
【００２８】
アジャストモードでは、メッセージエリア（図３（Ａ）に「ＡＤＪＵＳＴ」と示された[5]の領域）に示すように、出力を確認するチェックモードの選択と、アジャストモードの作動開始（スタート、ＳＴＡＲＴ）の選択とが可能であり、この選択は前記したジョグダイヤル１２で行う（図６のステップＳ１０６）。ここでスタートを選択すれば、アジャストモードの動作を行わせることができる。この測定結果（測定値、ＲＥＳＵＬＴ）が、１ｓｔの結果と、２ｎｄの結果とに分けて表示される（図３（Ａ）の[6]、[7]、図６のステップＳ１０８）。
【００２９】
次にアジャストモードで行う校正作業の内容について、図４、５を用いて説明する。この校正作業は図２に示した校正部３０ｆで行う。この実施例ではレーザビームの出力時間Ｔ1、Ｔ2の終端付近であって終端よりも１０％前の時点ｔ1、ｔ2を測定タイミングとする。この実施例では出力時間Ｔ1、Ｔ2が２０ｓｅｃであるから、それぞれの最初から１８ｓｅｃ経過時点を測定タイミングｔ1、ｔ2としている。
【００３０】
ＣＰＵ２２は、予め記憶されているＰ−Ｉ特性に基づいて目標値１０Ｗ、２０Ｗのレーザビームを出力するための駆動電流Ｉ1、Ｉ2を求める。Ｐ−Ｉ特性は、レーザ３４の劣化がない状態であれば、例えば図４に実線で示す特性になるものとする。すなわち駆動電流が２０Ａ（アンペア）でパワーは１０Ｗ、４０Ａで２０Ｗになるものとする。この時の２つの測定点Ａ、Ｂを通る直線を、ｙ＝ａｘ＋ｂ、とする。この直線のデータはＰ−Ｉ特性記憶部３０ｂに記憶されている。
【００３１】
レーザ３４が経時劣化している場合には、同じ目標値１０Ｗ、２０Ｗを出力するためには、駆動電流Ｉを僅かに大きくすることが必要になる。この発明ではこの時の校正後の特性を図４に一点鎖線で示す特性として、ｙ＝ａ′ｘ＋ｂ′、を求める。そしてこの結果である校正データを前記Ｐ−Ｉ特性記憶部３０ｂに記憶し、以後はこれを用いて駆動電流Ｉを設定するものである。
【００３２】
すなわち図５に示すように、２０Ａ（＝Ｉ1）で駆動した時のパワーＰは経時劣化によりパワーｐ1に減少ているので、光パワーメータ４０を用いて測定することにより測定点Ａ′を求める。同様に４０Ａ（＝Ｉ2）で駆動した時のパワーＰはパワーｐ2に減少しているから、この時のパワーを同様に測定して測定点Ｂ′を求める。これらの測定点Ａ′、Ｂ′を通る直線を求めれば、これが前記ｙ＝ａ′ｘ＋ｂ′である。このようにして定数ａ′、ｂ′を求める。
【００３３】
すなわち電源１０の前面に設けた［ＳＥＴ］のキースイッチ１４を押すことにより（ステップＳ１１０）、このＰ−Ｉ特性の校正データが作成され（ステップＳ１１２）、Ｐ−Ｉ特性記憶部３０ｂに入力れる。以後はこの構成された特性によって駆動電流Ｉを求めるのは前記したとおりである。
【００３４】
（チェックモード）
次にチェックモードを説明する。このモードは、アジャストモードで校正されたレーザビームのパワーが適正か否か、すなわち誤差許容範囲内にあるか否かを判定するものである。まずこのチェックモードを選択するためには、図３（Ｂ）の表示画面のメッセージ表示エリア（図３（Ｂ）の「ＣＨＥＣＫ ＲＡＮＧＥ」の下の[5]で示すエリア）でチェック（ＣＨＥＣＫ）をジョグダイヤル１２により選択する（図７のステップＳ１２０）。
【００３５】
次に、目標値Ｐと出力時間Ｔと誤差許容範囲ΔＰの設定を行う（図７のステップＳ１２２、Ｓ１２４、Ｓ１２６）。目標値Ｐと出力時間Ｔがアジャストモードの時と変わらなければそのままにする。誤差許容範囲（出力確認判定範囲、ＣＨＥＣＫ ＲＡＮＧＥ）ΔＰは、このチェック（ＣＨＥＣＫ）モードの時に目標値と測定値の差が許容可能な範囲内か否かを判定するために用いられる。すなわち、チェックモードにおいて、この差がこの範囲内であれば「ＯＫ」、範囲外であれば「ＮＧ」を表示部２０に（例えば、図３（Ｂ）の「ＣＨＥＣＫ ＲＡＮＧＥ」の下の[5]で示すメッセージエリアに）表示する。この誤差許容範囲ΔＰは、０.０Ｗ〜９.９Ｗの範囲で設定される。通常は初期設定である±１.０Ｗのままで使用する。
【００３６】
そして、図３（Ｂ）の「ＳＴＡＲＴ」にカーソルを合わせてジョグダイヤル１２を押す。するとチェックモードが起動し（ステップＳ１２８）、レーザ／オンキー２４を押すことを求める表示が出るから、この指示に従ってレーザ／オンキー２４を２回押してレーザビームを出力させる（ステップＳ１３０）。レーザ出力が終わると「１ｓｔ ＲＥＳＵＬＴ」、「２ｎｄ ＲＥＳＵＬＴ」の欄にパワーメータ４０の測定値が表示される（ステップＳ１３２）。
【００３７】
この表示を確認してから「ＳＥＴ」のキースイッチ１４を押せば、この値が確定される（ステップＳ１３４）。すると、チェック完了の表示が出て、目標値と測定値の差が差許容範囲内であれば「ＲＥＳＵＬＴ」の欄に「ＯＫ」が表示され、誤差許容範囲外であればメッセージエリアに「ＮＧ」が表示される（ステップＳ１３６）。そしてジョグダイヤル１２を押せば初期表示に戻る（ステップＳ１３８）。
【符号の説明】
【００３８】
１０ レーザ溶接電源
１２ ジョグダイヤル
１６ 光ファイバ
１８ 射出ヘッド
２０ 表示部
２２ ＣＰＵ
３０（３０ａ〜３０ｇ） 機能部
３０ａ 設定部
３０ｂ Ｐ−Ｉ特性記憶部
３０ｃ 駆動電流設定部
３０ｄ レーザパワー判定部
３０ｅ 比較部
３０ｆ 校正部
３０ｇ モード切替部
３２ レーザ駆動部
３４ 半導体レーザ（レーザダイオード、ＬＤ）
４０ 光パワーメータ
４４ ＲＳ２３２Ｃインターフェイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正方法であって、
前記レーザ接合電源に予め記憶したレーザ出力と駆動電流のＰ−Ｉ特性に基づいて、レーザビームを出力する一方、
レーザビームを受光する前記光パワーメータの出力をシリアルポートを介してレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、このレーザ出力測定値が誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定し前記Ｐ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項２】
レーザは半導体レーザである請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項３】
シリアルポートはＲＳ２３２Ｃインターフェースである請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項４】
光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込むタイミングを、予め設定したレーザビーム射出時間内の終端付近に設定した請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項５】
光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込むタイミングを、レーザビーム射出開始後の設定時間内でこの設定時間の９０％経過時点に設定した請求項４のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項６】
レーザ接合電源は、複数の設定タイミングｔで駆動電流Ｉに対するレーザ出力測定値Ｐを読み込み、これら複数の測定点を通るＩ−Ｐ特性上でレーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流Ｉを設定する請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項７】
レーザ接合電源は、Ｉ−Ｐ特性上の２つの測定点を通る直線上でレーザ駆動電流Ｉを設定する請求項６のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項８】
レーザ接合電源は、レーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモードと、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモードの切り替えが可能であり、アジャストモードとチェックモードとの切り替え時に予め設定した休止時間を空けて切り替える請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項９】
レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正装置であって、
レーザ出力とその誤差許容範囲と照射時間とを設定する設定部と、
レーザ出力とその駆動電流との対応を示すＰ−Ｉ特性の記憶部と、
前記設定部で設定されたレーザ出力を出力する駆動電流を前記Ｐ−Ｉ特性を用いて求める駆動電流設定部と、
この駆動電流を出力するレーザ駆動部と、
駆動電流によって駆動されるレーザ発振器と、
前記光パワーメータが検出したレーザビームのパワー検出出力をシリアルポートを介して受信しレーザビームのパワーを求めるレーザパワー判定部と、
レーザ出力により前記Ｐ−Ｉ特性を校正する校正部と、
レーザ出力の誤差を前記設定部に設定された誤差許容範囲と比較し範囲内ならＯＫを、範囲外ならＮＧを出力する比較部と、
これらを制御するＣＰＵおよび表示部とを備え、前記ＣＰＵはレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、前記校正部はこのレーザ出力測定値が前記誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定して前記Ｐ−Ｉ特性記憶部に記憶するＰ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正装置。
【請求項１０】
請求項９においてさらに、
レーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモードと、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモードの切り替えを行うためのモード切替部と、を備えるレーザ溶接電源のレーザ出力校正装置。
【請求項１１】
ＣＰＵは、前記モード切替部の切り替え時に所定の休止時間を空けて切り替える請求項９のレーザ溶接電源のレーザ出力校正装置。
【請求項１】
レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正方法であって、
前記レーザ接合電源に予め記憶したレーザ出力と駆動電流のＰ−Ｉ特性に基づいて、レーザビームを出力する一方、
レーザビームを受光する前記光パワーメータの出力をシリアルポートを介してレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、このレーザ出力測定値が誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定し前記Ｐ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項２】
レーザは半導体レーザである請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項３】
シリアルポートはＲＳ２３２Ｃインターフェースである請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項４】
光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込むタイミングを、予め設定したレーザビーム射出時間内の終端付近に設定した請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項５】
光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込むタイミングを、レーザビーム射出開始後の設定時間内でこの設定時間の９０％経過時点に設定した請求項４のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項６】
レーザ接合電源は、複数の設定タイミングｔで駆動電流Ｉに対するレーザ出力測定値Ｐを読み込み、これら複数の測定点を通るＩ−Ｐ特性上でレーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流Ｉを設定する請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項７】
レーザ接合電源は、Ｉ−Ｐ特性上の２つの測定点を通る直線上でレーザ駆動電流Ｉを設定する請求項６のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項８】
レーザ接合電源は、レーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモードと、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモードの切り替えが可能であり、アジャストモードとチェックモードとの切り替え時に予め設定した休止時間を空けて切り替える請求項１のレーザ接合電源のレーザ出力校正方法。
【請求項９】
レーザビームを照射して接合するためのレーザ出力を光パワーメータを用いて校正するレーザ接合電源のレーザ出力校正装置であって、
レーザ出力とその誤差許容範囲と照射時間とを設定する設定部と、
レーザ出力とその駆動電流との対応を示すＰ−Ｉ特性の記憶部と、
前記設定部で設定されたレーザ出力を出力する駆動電流を前記Ｐ−Ｉ特性を用いて求める駆動電流設定部と、
この駆動電流を出力するレーザ駆動部と、
駆動電流によって駆動されるレーザ発振器と、
前記光パワーメータが検出したレーザビームのパワー検出出力をシリアルポートを介して受信しレーザビームのパワーを求めるレーザパワー判定部と、
レーザ出力により前記Ｐ−Ｉ特性を校正する校正部と、
レーザ出力の誤差を前記設定部に設定された誤差許容範囲と比較し範囲内ならＯＫを、範囲外ならＮＧを出力する比較部と、
これらを制御するＣＰＵおよび表示部とを備え、前記ＣＰＵはレーザビーム射出開始後の所定タイミングで光パワーメータのレーザ出力測定値を読み込み、前記校正部はこのレーザ出力測定値が前記誤差許容範囲に入るようにレーザ駆動電流を設定して前記Ｐ−Ｉ特性記憶部に記憶するＰ−Ｉ特性を校正することを特徴とするレーザ接合電源のレーザ出力校正装置。
【請求項１０】
請求項９においてさらに、
レーザ出力測定値Ｐが誤差許容範囲に入っているか否かのチェックを行うチェックモードと、駆動電流Ｉの校正を行うアジャストモードの切り替えを行うためのモード切替部と、を備えるレーザ溶接電源のレーザ出力校正装置。
【請求項１１】
ＣＰＵは、前記モード切替部の切り替え時に所定の休止時間を空けて切り替える請求項９のレーザ溶接電源のレーザ出力校正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１６６８９（Ｐ２０１３−１６６８９Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９１１４（Ｐ２０１１−１４９１１４）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００２２７８３６）日本アビオニクス株式会社 (197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００２２７８３６）日本アビオニクス株式会社 (197)
【Ｆターム（参考）】
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