特許 6986787 レーザー溶接システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6986787

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】レーザー溶接システム

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/21 20140101AFI20211213BHJP

   B23K 26/044 20140101ALI20211213BHJP

   B23K 26/242 20140101ALI20211213BHJP

   B23K 26/244 20140101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/21 Z

   B23K26/044

   B23K26/242

   B23K26/244

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2020-520166(P2020-520166)

(86)(22)【出願日】2019年11月15日

(86)【国際出願番号】JP2019044918

(87)【国際公開番号】WO2021095247

(87)【国際公開日】20210520

【審査請求日】2020年4月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】392028321

【氏名又は名称】株式会社小林製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000752

【氏名又は名称】特許業務法人朝日特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 靖典

【審査官】 山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０５７４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−００６０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７９３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４２１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２１７４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８４０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０６０９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００６９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１９／００６１０５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−３５１２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接対象物とレーザー光を照射するノズルとを相対的に移動させることにより、前記溶接対象物の溶接部位に沿って溶接を行うレーザー溶接部と、
前記ノズルが前記溶接対象物に接することで前記レーザー光が前記溶接部位を照射するように、前記ノズルに前記溶接部位方向に付勢力を与えながら、前記ノズルを移動可能に保持する保持部とを備え、
前記保持部は、前記付勢力によって前記溶接対象物に含まれる二つの部材が接合される前記溶接部位に前記ノズルを導く
レーザー溶接システム。

【請求項2】

溶接対象物とレーザー光を照射するノズルとを相対的に移動させることにより、前記溶接対象物の溶接部位に沿って溶接を行うレーザー溶接部と、
前記溶接対象物に含まれる二つの部材が接合される前記溶接部位に前記ノズルが導かれ、前記ノズルが前記溶接対象物に接することで前記レーザー光が前記溶接部位を照射するように、前記ノズルに前記溶接部位方向に付勢力を与えながら、前記ノズルを移動可能に保持する保持部とを備え、
前記保持部は、前記レーザー溶接部の後端部を回転可能に保持し、
前記レーザー溶接部の先端部と前記保持部とは弾性部材を介して接続されている
レーザー溶接システム。

【請求項3】

溶接対象物とレーザー光を照射するノズルとを相対的に移動させることにより、前記溶接対象物の溶接部位に沿って溶接を行うレーザー溶接部と、
前記溶接対象物に含まれる二つの部材が接合される前記溶接部位に前記ノズルが導かれ、前記ノズルが前記溶接対象物に接することで前記レーザー光が前記溶接部位を照射するように、前記ノズルに前記溶接部位方向に付勢力を与えながら、前記ノズルを移動可能に保持する保持部とを備え、
前記保持部は、前記レーザー光の照射方向と交わる方向に移動可能に前記ノズルを保持する
レーザー溶接システム。

【請求項4】

前記溶接部位と対応する位置に角が形成され、
前記溶接部位を前記角の内側から溶接する場合、前記ノズルは前記角の内側に嵌る形状を有する
請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザー溶接システム。

【請求項5】

前記レーザー溶接部は、さらに前記ノズルから前記溶接部位にシールドガスを噴出し、
前記形状は、先の窄まった形状である
請求項４に記載のレーザー溶接システム。

【請求項6】

前記溶接対象物が突合せ継手により接合される第１板状部材と第２板状部材とである場合、前記第１板状部材上に設けられ、前記第１板状部材及び前記第２板状部材のうち少なくとも一方との間で前記角を形成する治具をさらに備える
請求項４又は５に記載のレーザー溶接システム。

【請求項7】

前記溶接部位と対応する位置に角が形成され、
前記溶接部位を前記角の外側から溶接する場合、前記ノズルは前記角の外側に嵌る形状を有する
請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザー溶接システム。

【請求項8】

前記角の形状を認識する認識部と、
互いに形状の異なる複数のノズルの中から、前記認識された形状に対応する形状のノズルを選択する選択部と、
前記選択されたノズルを前記レーザー溶接部に取り付ける取り付け部と
を備える請求項４から７のいずれか１項に記載のレーザー溶接システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー光により溶接対象物を溶接する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザー光により溶接対象物を溶接する技術がある。例えば特許文献１には、蓋体とケース体とを溶接するレーザー溶接装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９−８４５３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、製造誤差、固定誤差、温度誤差等の原因により、溶接対象物の寸法に誤差が生じる場合がある。特に、複数の溶接対象物を同じ寸法で製造する場合には、これらの溶接対象物の間で寸法のばらつきが発生する場合がある。これらの溶接対象物を順番にレーザー光で溶接する場合、一の溶接対象物に対してレーザー光の位置決めをしても、他の溶接対象物に入れ替えるとレーザー光の位置がずれてしまう場合がある。このような位置のずれを補正するために、例えばこれらの溶接対象物の一つひとつについてレーザー光の位置決めをすることも考えられるが、そうすると位置決めの作業に時間と手間がかかる。
本発明は、溶接対象物の溶接に用いられるレーザー光の位置のずれを作業者の手を介さずに補正することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、溶接対象物とレーザー光を照射するノズルとを相対的に移動させることにより、前記溶接対象物の溶接部位に沿って溶接を行うレーザー溶接部と、前記ノズルが前記溶接対象物に接することで前記レーザー光が前記溶接部位を照射するように、前記ノズルに前記溶接部位方向に付勢力を与えながら、前記ノズルを移動可能に保持する保持部とを備えるレーザー溶接システムを提供する。

【0006】

前記保持部は、前記レーザー溶接部の後端部を回転可能に保持し、前記レーザー溶接部の先端部と前記保持部とは弾性部材を介して接続されていてもよい。

【0007】

前記溶接部位と対応する位置に角が形成され、前記溶接部位を前記角の内側から溶接する場合、前記ノズルは前記角の内側に嵌る形状を有してもよい。

【0008】

前記レーザー溶接部は、さらに前記ノズルから前記溶接部位にシールドガスを噴出し、前記形状は、先の窄まった形状であってもよい。

【0009】

前記レーザー溶接システムは、前記溶接対象物が突合せ継手により接合される第１板状部材と第２板状部材とである場合、前記第１板状部材上に設けられ、前記第１板状部材及び前記第２板状部材のうち少なくとも一方との間で前記角を形成する治具をさらに備えてもよい。

【0010】

前記溶接部位と対応する位置に角が形成され、前記溶接部位を前記角の外側から溶接する場合、前記ノズルは前記角の外側に嵌る形状を有してもよい。

【0011】

前記レーザー溶接システムは、前記角の形状を認識する認識部と、互いに形状の異なる複数のノズルの中から、前記認識された形状に対応する形状のノズルを選択する選択部と、前記選択されたノズルを前記レーザー溶接部に取り付ける取り付け部とを備えてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、溶接対象物の溶接に用いられるレーザー光の位置のずれを作業者の手を介さずに補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係るレーザー溶接システム１の構成の一例を示す図である。

【図2】照射器１２及びアーム装置２０の拡大図である。

【図3】図２に示すアーム装置２０を図２中の矢印で示す方向から見たＩ−Ｉ断面図である。

【図4】レーザー溶接システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】アーム装置２０の作用の一例を示す図である。

【図6】アーム装置２０の作用の一例を示す図である。

【図7】変形例に係る溶接対象物６０の構成の一例を示す側面図である。

【図8】変形例に係る溶接対象物６０の構成の一例を示す平面図である。

【図9】変形例に係るノズル１４Ａの形状の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。なお、図面においては、発明を理解し易いように、実際の寸法、形状、それらの比率とは異なる場合がある。図面に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、互いに直交する方向である。−Ｘ軸方向、−Ｙ軸方向、及び−Ｚ軸方向は、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向と反対の方向である。鉛直方向を−Ｚ軸方向としてもよい。

【0015】

図１は、本実施形態に係るレーザー溶接システム１の構成の一例を示す図である。レーザー溶接システム１は、レーザー光により溶接対象物６０を溶接する。レーザー溶接システム１においては、操作者が常時操作しなくても溶接が進行する。レーザー溶接システム１は、レーザー溶接機１０と、アーム装置２０（保持部の一例）と、ターンテーブル３０（移動装置の一例）と、制御装置４０とを備える。

【0016】

溶接対象物６０は、例えば中空の筒状部材６１及び円盤状のフランジ６２である。筒状部材６１の一端には、フランジ６２が半径方向に突出するように接合される。筒状部材６１の外周面とフランジ６２の表面とは、横断面がＬ字の形状を形成する。このＬ字の角の内側が、筒状部材６１とフランジ６２との接合部６３（溶接部位の一例）となる。この接合部６３は、筒状部材６１の外周方向に沿って隅肉溶接される。

【0017】

レーザー溶接機１０は、レーザー光により溶接対象物６０を溶接する。レーザー溶接機１０は、発振器１１と、照射器１２（レーザー溶接部の一例）とを備える。発振器１１と照射器１２とは、ケーブル１３を介して接続されている。発振器１１は、レーザー光を発生させる。発振器１１にて発生したレーザー光は、ケーブル１３を介して照射器１２に供給される。照射器１２は、レーザー光を照射して接合部６３を溶接する。このとき、レーザー光は光学系により集光されて照射される。照射器１２の先端には、ノズル１４が取り付けられている。レーザー光は、ノズル１４から接合部６３に照射される。また、照射器１２は、接合部６３の酸化を防止するために、ノズル１４から接合部６３にシールドガスを噴出する。このシールドガスには、例えばアルゴン、ヘリウム、又は窒素が用いられてもよい。

【0018】

図１に示されるように、ノズル１４は、溶接対象物６０の接合部６３に形成された角に嵌る形状を有する。ここでいう「嵌る形状」とは、ノズル１４の少なくとも一部が角に接触し、ノズル１４が止まるような形状をいう。ノズル１４の形状と角の形状とは、少なくとも一部が合わさればよく、完全に合致していなくてもよい。溶接対象物６０の接合部６３が角の内側から溶接される場合、ノズル１４は角の内側に嵌る形状を有する。また、接合部６３にシールドガスを十分に供給するには、ノズル１４の形状は、先の窄まった形状であるのが好ましい。例えばノズル１４の形状は、中空の円筒を底面に対して斜めに切断した形状であってもよい。

【0019】

アーム装置２０は、コイルばね２８（弾性部材の一例）の弾性力を利用してノズル１４が接合部６３の角に嵌る位置に移動可能に照射器１２を保持する。アーム装置２０は、固定部２１と、アーム２２と、ホルダー２３とを備える。固定部２１は、発振器１１に固定される。固定部２１には、例えばクランプが用いられてもよい。アーム２２は、ホルダー２３の位置及び角度を変更する。アーム２２の一端は、固定部２１に接続されている。アーム２２の他端は、ホルダー２３に接続されている。アーム２２は、回転又は移動する複数の関節を有する。アーム２２の関節を回転させ又は移動させると、ホルダー２３の位置又は角度が変更される。アーム２２の関節を固定すると、ホルダー２３の位置又は角度が維持される。

【0020】

図２は、照射器１２及びアーム装置２０の拡大図である。図３は、図２に示すアーム装置２０を図２中の矢印で示す方向から見たＩ−Ｉ断面図である。ホルダー２３は、照射器１２の中央部をＺ軸方向に移動可能に−Ｚ軸方向から支持する。ホルダー２３は、板状の基部２４と支持部材２５とを有する。基部２４は、照射器１２から見て−Ｚ軸方向に延びる。図３に示すように、支持部材２５は、第１部分２５Ａと、第２部分２５Ｂと、第３部分２５Ｃとを有する。第１部分２５Ａは、Ｚ軸方向に延びる。第２部分２５Ｂは、−Ｘ軸方向に延びる。第３部分２５Ｃは、Ｚ軸方向に延びる。第１部分２５ＡのＺ軸方向の端と第２部分２５ＢのＸ軸方向の端とは、略直角に交わる。第２部分２５Ｂの−Ｘ軸方向の端と第３部分２５Ｃの−Ｚ軸方向の端とは、略直角に交わる。第１部分２５Ａは、基部２４の−Ｚ軸方向の端部に固定されている。第２部分２５Ｂと第３部分２５Ｃとは、Ｌ字を形成する。基部２４と第２部分２５Ｂと第３部分２５Ｃとの間には、照射器１２の中央部が収容される空間が形成される。この空間は、Ｚ軸方向に開口する。

【0021】

また、ホルダー２３は、照射器１２の後端部を回転可能に支持する。図２に示すように、照射器１２において支持部材２５により支持される位置と後端との間には、−Ｚ軸方向に突出する固定部材２７が固定されている。固定部材２７の突出した部分は、支点部材２９により基部２４の−Ｚ軸方向の端部に回転可能に取り付けられる。すなわち、基部２４は、支点部材２９により固定部材２７を回転可能に保持する。支点部材２９には、例えば支点用段付ねじが用いられてもよい。

【0022】

さらに、ホルダー２３と照射器１２の先端部とは、コイルばね２８を介して接続されている。照射器１２において支持部材２５により支持される位置と先端との間には、−Ｚ軸方向に突出する固定部材２６が固定されている。固定部材２６の突出した部分と基部２４とは、コイルばね２８で接続されている。このコイルばね２８により、ノズル１４に接合部６３方向への付勢力が与えられる。

【0023】

図１に戻り、ターンテーブル３０は、その上に置かれた溶接対象物６０を回転させる。例えば溶接方向が反時計回りである場合、ターンテーブル３０は時計回りに溶接対象物６０を回転させる。

【0024】

制御装置４０は、レーザー溶接機１０及びターンテーブル３０の動作を制御する。制御装置４０は、通信線５０を介してレーザー溶接機１０及びターンテーブル３０に接続されている。制御装置４０には、フットペダル４１が接続されている。フットペダル４１は、レーザー溶接機１０及びターンテーブル３０の動作を制御する操作に用いられる。例えば作業者がフットペダル４１を踏むと、制御装置４０は、ターンテーブル３０を回転させ、照射器１２からレーザー光を照射させる。作業者がフットペダル４１から足を離すと、制御装置４０は、ターンテーブル３０の回転を停止させ、レーザー光の照射も停止させる。レーザー光の照射の開始又は停止は、それぞれターンテーブル３０の回転の開始又は停止と同期して行われてもよい。これらの制御は、例えば制御信号を送信することにより実現される。

【0025】

図４は、レーザー溶接システム１の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、同じ寸法で製造された溶接対象物６０Ａ〜６０Ｃを順番に溶接する例について説明する。ステップＳ１において、作業者は、溶接対象物６０Ａをターンテーブル３０の上に置く。ステップＳ２において、溶接対象物６０Ａに対するレーザー光の位置決めが行われる。この位置決めには、例えば通常よりも弱いレーザー光を利用する方法やカメラを用いる方法等、既知の方法を用いて行われる。レーザー光の位置決めが行われると、レーザー光が接合部６３に照射されるように、例えば作業者がアーム装置２０のアーム２２を動かして照射器１２の位置及び角度を変更した後、アーム２２を固定する。これにより、レーザー光が接合部６３に照射される位置で照射器１２が保持される。また、照射器１２が保持される位置は、ノズル１４が溶接対象物６０Ａの接合部６３Ａに接する位置であって、ノズル１４に接合部６３Ａ方向への付勢力を与えるような位置である。ステップＳ３において、作業者がフットペダル４１を踏むと、ターンテーブル３０が回転し、照射器１２からレーザー光が照射される。これにより、溶接方向に沿って溶接対象物６０Ａの接合部６３にレーザー光が照射され、接合部６３の溶接が開始される。ステップＳ４において、ターンテーブル３０が一回転すると、溶接対象物６０Ａの接合部６３Ａに対してレーザー光が溶接方向に沿って一周照射され、溶接が終了する。溶接が終了すると、作業者がフットペダル４１から足を離す。これにより、ターンテーブル３０が停止し、レーザー光の照射も停止される。次の溶接対象物６０Ｂがある場合（ステップＳ５の判定がＹＥＳ）、ステップＳ６において、作業者は次の溶接対象物６０Ｂをターンテーブル３０の上に置く。

【0026】

図５及び図６は、アーム装置２０の作用の一例を示す図である。上述したように、溶接対象物６０Ａと溶接対象物６０Ｂとは同じ寸法で製造されているが、製造誤差等の原因により寸法に誤差が生じる場合がある。特にレーザー光は細いため、溶接対象物６０Ａと溶接対象物６０Ｂとの間で寸法の誤差があると、レーザー光が照射される位置が接合部６３からずれてしまう。レーザー光の位置のずれを補正せずに溶接を行うと、接合部６３が十分に溶接されない場合がある。このような溶接の不良を防止するために、溶接対象物６０Ａと溶接対象物６０Ｂの誤差に追従して照射器１２のノズル１４が移動する。

【0027】

図５に示す例では、溶接対象物６０Ｂのフランジ６２Ｂは、溶接対象物６０Ａのフランジ６２Ａよりも、Ｚ軸方向の長さが大きい。この場合、溶接対象物６０Ａが溶接対象物６０Ｂに入れ替えられると、照射器１２のノズル１４は、溶接対象物６０Ｂのフランジ６２Ｂの表面によりＺ軸方向に持ち上げられる。すると、図６に示すように、コイルばね２８が伸張し、照射器１２は支点部材２９を中心に時計回りに回転する。これにより、照射器１２のノズル１４は、Ｚ軸方向に移動する。また、上述したように、照射器１２のノズル１４は、溶接対象物６０の接合部６３に形成された角の内側に嵌る形状を有する。そのため、図５に示すように、溶接対象物６０Ａが溶接対象物６０Ｂに入れ替えられると、照射器１２のノズル１４は、接合部６３Ｂの角の内側に嵌る位置で停止する。ノズル１４が接合部６３Ｂの角の内側に嵌る位置は、レーザー光の中心が接合部６３に当たるような位置に予め設定されている。

【0028】

図４に戻り、ステップＳ６の後、上述したステップＳ３以降の動作が行われる。このとき、上述したステップＳ２のレーザー光の位置決めは行わなくてもよい。このようにして溶接対象物６０Ｂの溶接が終了した後、次の溶接対象物６０Ｃがある場合（ステップＳ５の判定がＹＥＳ）、ステップＳ６において、作業者は次の溶接対象物６０Ｃをターンテーブル３０の上に置く。

【0029】

図５に示す例では、溶接対象物６０Ｃのフランジ６２Ｃは、溶接対象物６０Ｂのフランジ６２Ｂよりも、Ｚ軸方向の長さが小さい。この場合、溶接対象物６０Ｂが溶接対象物６０Ｃに入れ替えられると、照射器１２のノズル１４をＺ軸方向に持ち上げる力が失われる。すると、図６に示すように、コイルばね２８が圧縮し、照射器１２が支点部材２９を中心に反時計回りに回転する。これにより、照射器１２のノズル１４は、−Ｚ軸方向に移動する。また、上述したように、照射器１２のノズル１４は、溶接対象物６０の接合部６３に形成された角の内側に嵌る形状を有する。そのため、図５に示すように、溶接対象物６０Ｂが溶接対象物６０Ｃに入れ替えられると、照射器１２のノズル１４は、接合部６３Ｃの角の内側に嵌る位置で停止する。ノズル１４が接合部６３Ｃの角の内側に嵌る位置は、レーザー光の中心が接合部６３に当たるような位置に予め設定されている。

【0030】

また、溶接対象物６０の寸法に誤差がある場合には、接合部６３の位置がＺ軸方向又は−Ｚ軸方向にずれる場合がある。例えばフランジ６２のＺ軸方向の長さに誤差があり、フランジ６２の表面が平らではない場合には、接合部６３の位置がＺ軸方向又は−Ｚ軸方向にずれる。このような場合にも、溶接対象物６０を入れ替えた場合と同様に、溶接対象物６０における寸法の誤差に追従して照射器１２のノズル１４が移動するため、溶接対象物６０の溶接が開始されてから終了するまでの間に、レーザー光の位置がずれるのを防ぐことができる。

【0031】

上述した実施形態によれば、同じ寸法で製造された複数の溶接対象物６０の寸法に誤差があったとしても、溶接対象物６０を入れ替えたときに、照射器１２のノズル１４が溶接対象物６０の接合部６３の角の内側に嵌る位置にノズル１４が移動する。そのため、接合部６３に対するレーザー光の位置のずれを作業者の手を介さずに補正することができる。また、個々の溶接対象物６０についてレーザー光の位置決めを行わなくてもよいため、作業者の手間が軽減され、作業にかかる時間も短くなる。また、複雑な構成を必要としないため、簡易な構成で接合部６３に対するレーザー光の位置のずれを補正することができる。さらに、ノズル１４が先の窄まった形状を有しているため、シールドガスが接合部６３に十分に供給され、接合部６３の酸化を防止することができる。

【0032】

本発明は、上述した実施形態に限定されない。また、上述した実施形態が以下の例のように変形して実施されてもよい。このとき、以下の２以上の変形例が組み合わせて用いられてもよい。

【0033】

上述した実施形態において、溶接対象物６０は図１に示す筒状部材６１及びフランジ６２に限定されない。溶接対象物６０はどのような形状の部材であってもよい。例えば溶接対象物６０は２つの板状部材であってもよい。また、これらの板状部材が直線に沿って溶接される場合、ターンテーブル３０に代えて、溶接対象物６０を直線に沿って移動させる移動装置が用いられてもよい。さらに、図７及び図８に示すように、第１板状部材６４と第２板状部材６５とが突合せ継手により接合される場合、第１板状部材６４上に治具６６が設けられてもよい。治具６６は、例えば所定の高さを有し、溶接方向に沿って延びる。治具６６の側面と第１板状部材６４と第２板状部材６５との表面とは、横断面がＬ字の形状を形成する。このＬ字の角は、第１板状部材６４と第２板状部材６５との接合部６７の近傍に形成される。すなわち、この角は、接合部６７と対応する位置に形成される。ノズル１４が接合部６７に対応する角の内側に嵌る位置は、レーザー光の中心が接合部６７に当たるような位置に予め設定されている。この構成によれば、第１板状部材６４と第２板状部材６５とが突合せ継手により接合される場合であっても、レーザー光の位置のずれを作業者の手を介さずに補正することができる。

【0034】

上述した実施形態において、ノズル１４の形状は実施形態で説明した例に限定されない。ノズル１４の形状は、溶接対象物６０の接合部６３に形成された角に嵌る形状であれば、どのような形状であってもよい。例えばノズル１４の形状は、先が尖った形状であってもよいし、先の丸い形状であってもよい。また、接合部６３を角の外側から溶接する場合、ノズル１４の形状は、この角の外側に嵌る形状であってもよい。例えば図９に示すように、溶接対象物６０が角組手により接合される２つの板状部材６８である場合において、その接合部６９の近傍、すなわち接合部６９と対応する位置に形成された角が外側から隅肉溶接されるときは、ノズル１４Ａの形状は、角に対応する形状の切り欠きを有する形状であってもよい。ノズル１４が接合部６９に対応する角の外側に嵌る位置は、レーザー光の中心が接合部６９に当たるような位置に予め設定されている。

【0035】

上述した実施形態において、溶接対象物６０が移動されてもよいし、アーム装置２０が移動されてもよいし、溶接対象物６０とアーム装置２０とが両方とも移動されてもよい。すなわち、溶接対象物６０とレーザー光を照射するノズル１４とが相対的に移動されればよい。溶接対象物６０を移動させる場合、移動装置は、溶接方向と反対方向に沿って溶接対象物６０を移動させる。一方、アーム装置２０を移動させる場合、移動装置は、溶接方向に沿ってアーム装置２０を移動させる。要するに、溶接対象物６０とレーザー光を照射するノズル１４とを相対的に移動させることにより、溶接対象物６０の溶接部位に沿って溶接するように構成されていればよい。

【0036】

上述した実施形態において、アーム装置２０を動かす主体は作業者に限定されない。作業者に代えてロボットがアーム装置２０を動かしてもよい。この場合、ロボットは、例えばプロセッサとメモリと駆動部とを備える。メモリには、プログラムが記憶されている。ロボットは、これらのハードウェア構成及びソフトウェア構成の協働により、駆動部によりアーム装置２０を動かして、レーザー光が接合部６３に照射されるように照射器１２のノズル１４の位置及び角度を変更する。

【0037】

上述した実施形態において、ノズル１４は溶接対象物６０の接合部６３に形成された角の形状に応じて交換されてもよい。この場合、予め互いに異なる形状の複数のノズル１４が用意され、作業者がこれらのノズル１４の中から溶接対象物６０の接合部６３に形成された角の形状に対応する形状のノズル１４を選択し、選択したノズル１４を照射器１２に取り付けてもよい。また、作業者に代えて、ロボットがこの作業を行ってもよい。この場合、ロボットは、カメラとプロセッサとメモリと駆動部とを備える。メモリには、プログラムが記憶されている。ロボットは、これらのハードウェア構成及びソフトウェア構成の協働により、認識部と、選択部と、取り付け部という機能を実現してもよい。具体的には、ロボットは、カメラで溶接対象物６０の接合部６３の画像を撮影する。認識部は、撮影された画像から画像認識技術を用いて接合部６３に形成された角の形状を認識する。選択部は、認識された形状に対応する形状のノズル１４を選択する。取り付け部は、駆動部によりアーム装置２０を動かすことにより、選択したノズル１４を照射器１２に取り付ける。この構成によれば、作業者の手を介さずに、溶接対象物６０の溶接に適したノズル１４が照射器１２に取り付けられる。

【0038】

上述した実施形態において、ノズル１４に付勢力を与える手段は、コイルばね２８に限定されない。この手段には、コイルばね２８以外のばね、ゴム、アクチュエーター等の押圧手段、電磁的手段、空圧を利用した手段、又は自重を利用した手段が用いられてもよい。

【0039】

上述した実施形態において、ノズル１４の移動方向は、Ｚ軸方向に限定されない。ノズル１４の移動方向は、Ｘ軸方向であってもよいし、Ｙ軸方向であってもよい。すなわち、アーム装置２０は、ノズル１４がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のうち少なくとも一の方向に移動可能に照射器１２を保持してもよい。これにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のいずれの方向に溶接対象物６０の寸法の誤差が生じても、その誤差に追従してノズル１４が移動する。

【0040】

上述した実施形態において、「略」という用語は、製造誤差や寸法公差等の誤差を含むことを意味してもよい。

【0041】

本発明は、溶接対象物６０の溶接方法として提供されてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１：レーザー溶接システム、１０：レーザー溶接機、１１：発振器、１２：照射器、１４：ノズル、２０：アーム装置、２１：固定部、２２：アーム、２３：ホルダー、２４：基部、２５：支持部材、２６：固定部材、２７：固定部材、２８：コイルばね、２９：支点部材、３０：ターンテーブル、４０：制御装置、４１：フットペダル、６０：溶接対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】