特許 7563326 検出装置

(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】

(24)【登録日】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20241001BHJP

   G01N 21/88 20060101ALN20241001BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 P

G01N21/88 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021128316

(22)【出願日】2021-08-04

(65)【公開番号】P2023023103

(43)【公開日】2023-02-16

【審査請求日】2024-01-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】古川 雅志

(72)【発明者】

【氏名】上田 昂洋

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２２５４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９８４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３４５４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｇ０１Ｎ ２１／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

反射体に照射したレーザ光の戻り光を検出する検出装置であって、
連結可能な２個以上の筐体と、
前記筐体に連結可能な第１の光検出器と、
前記筐体に連結可能な第２の光検出器と、
を備え、
前記筐体は、前記筐体に形成された第１の開口部と、前記筐体における前記第１の開口部が形成された面に配置され、前記第１の光検出器が前記第１の開口部に入射した光を検出できるように当該第１の光検出器が連結可能な第１の連結部と、前記筐体に形成された第２の開口部と、前記筐体における前記第２の開口部が形成された面に配置され、前記第２の光検出器が前記第２の開口部に入射した光を検出できるように当該第２の光検出器が連結可能な第２の連結部と、前記第１の連結部と向かい合うように前記筐体に形成された第３の開口部と、を有し、
少なくとも１個の筐体は、前記第１の開口部と前記第３の開口部との間に配置されたダイクロイックミラーを有し、
前記ダイクロイックミラーは、前記第３の開口部から入射した光の第１の波長を有する光を前記第１の開口部に透過させると共に、前記入射した光の第２の波長を有する光を前記第２の開口部に反射させる、検出装置。

【請求項2】

前記第１の連結部は、前記筐体の第１の開口部の周面に形成された第１の雌ねじ部を備え、
前記第１の雌ねじ部に前記第１の光検出器に形成された雄ねじ部がねじ込まれることで、前記筐体と前記第１の光検出器とが連結される、請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記第２の連結部は、前記筐体の第２の開口部の周面に形成された第２の雌ねじ部を備え、
前記第２の雌ねじ部に前記第２の光検出器に形成された雄ねじ部がねじ込まれることで、前記筐体と前記第２の光検出器とが連結される、請求項１又は２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記筐体は、前記筐体における前記第３の開口部が形成された面に配置され、前記第１の光検出器又は前記第２の光検出器が前記第３の開口部に入射した光を検出できるように当該第１の光検出器又は当該第２の光検出器が連結可能な第３の連結部を備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項5】

前記第３の連結部は、前記筐体の第３の開口部の周面に形成された第３の雌ねじ部を備え、
前記第３の雌ねじ部に前記第１の光検出器に形成された雄ねじ部又は前記第２の光検出器に形成された雄ねじ部がねじ込まれることで、前記筐体と前記第１の光検出器又は前記第２の光検出器とが連結される、請求項４に記載の検出装置。

【請求項6】

前記２個以上の筐体を連結する連結板を備え、
前記連結板は、前記２個以上の筐体を挟み込むように配置される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検出装置に関し、例えば、反射体に照射したレーザ光の戻り光を検出する検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的にレーザ溶接の加工点での溶着状態を判定する場合、特許文献１に開示されているように、加工点でのレーザ光の戻り光を検出装置で検出し、検出した光の強度に基づいて、当該加工点の溶着状態の良否を判定している。

【0003】

このとき、一般的な検出装置は、筐体内でミラーを介して光をセンサ（光検出器）に導く構成とされており、光検出器の配置が固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－３５３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本出願人は、以下の課題を見出した。一般的な検出装置は、光検出器の配置が固定されているため、例えば、光検出器の配置を適宜、変更することができない課題を有する。

【0006】

本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光検出器の配置を適宜、変更可能な検出装置を実現する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る検出装置は、反射体に照射したレーザ光の戻り光を検出する検出装置であって、
連結可能な２個以上の筐体と、
前記筐体に連結可能な第１の光検出器と、
前記筐体に連結可能な第２の光検出器と、
を備え、
前記筐体は、前記筐体に形成された第１の開口部と、前記筐体における前記第１の開口部が形成された面に配置され、前記第１の光検出器が前記第１の開口部に入射した光を検出できるように当該第１の光検出器が連結可能な第１の連結部と、前記筐体に形成された第２の開口部と、前記筐体における前記第２の開口部が形成された面に配置され、前記第２の光検出器が前記第２の開口部に入射した光を検出できるように当該第２の光検出器が連結可能な第２の連結部と、前記第１の連結部と向かい合うように前記筐体に形成された第３の開口部と、を有し、
少なくとも１個の筐体は、前記第１の開口部と前記第３の開口部との間に配置されたダイクロイックミラーを有し、
前記ダイクロイックミラーは、前記第３の開口部から入射した光の第１の波長を有する光を前記第１の開口部に透過させると共に、前記入射した光の第２の波長を有する光を前記第２の開口部に反射させる。

【0008】

上述の検出装置において、前記第１の連結部は、前記筐体の第１の開口部の周面に形成された第１の雌ねじ部を備え、
前記第１の雌ねじ部に前記第１の光検出器に形成された雄ねじ部がねじ込まれることで、前記筐体と前記第１の光検出器とが連結されることが好ましい。

【0009】

上述の検出装置において、前記第２の連結部は、前記筐体の第２の開口部の周面に形成された第２の雌ねじ部を備え、
前記第２の雌ねじ部に前記第２の光検出器に形成された雄ねじ部がねじ込まれることで、前記筐体と前記第２の光検出器とが連結されることが好ましい。

【0010】

上述の検出装置において、前記筐体は、前記筐体における前記第３の開口部が形成された面に配置され、前記第１の光検出器又は前記第２の光検出器が前記第３の開口部に入射した光を検出できるように当該第１の光検出器又は当該第２の光検出器が連結可能な第３の連結部を備えることが好ましい。

【0011】

上述の検出装置において、前記第３の連結部は、前記筐体の第３の開口部の周面に形成された第３の雌ねじ部を備え、
前記第３の雌ねじ部に前記第１の光検出器に形成された雄ねじ部又は前記第２の光検出器に形成された雄ねじ部がねじ込まれることで、前記筐体と前記第１の光検出器又は前記第２の光検出器とが連結されることが好ましい。

【0012】

上述の検出装置は、前記２個以上の筐体を連結する連結板を備え、
前記連結板は、前記２個以上の筐体を挟み込むように配置されることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、光検出器の配置を適宜、変更可能な検出装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施の形態の検出装置を示す斜視図である。

【図2】実施の形態の検出装置を示す分解図である。

【図3】実施の形態の検出装置の光の経路を説明するための図である。

【図4】実施の形態の第１の光検出器を示す斜視図である。

【図5】実施の形態の第２の光検出器を示す斜視図である。

【図6】実施の形態の検出装置を用いて、レーザ溶接の加工点からの戻り光を検出する際のシステム構成を説明するための図である。

【図7】異なる組み合わせ例１の検出装置を示す斜視図である。

【図8】異なる組み合わせ例２の検出装置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示を適用した具体的な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。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

【0016】

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態の検出装置の構成を説明する。本実施の形態の検出装置は、例えば、レーザ溶接の加工点の溶着状態の良否を判定する際に、当該加工点からの戻り光を検出するために好適である。

【0017】

図１は、本実施の形態の検出装置を示す斜視図である。図２は、本実施の形態の検出装置を示す分解図である。図３は、本実施の形態の検出装置の光の経路を説明するための図である。図４は、本実施の形態の第１の光検出器を示す斜視図である。図５は、本実施の形態の第２の光検出器を示す斜視図である。なお、図２では、ボルトを省略している。ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いて説明する。

【0018】

検出装置１は、例えば、図１及び図２に示すように、第１の筐体２、第１の光検出器３、第２の光検出器４、第２の筐体５、及び連結板６を備えている。第１の筐体２は、図１乃至図３に示すように、筐体本体２１及びダイクロイックミラー２２を備えている。

【0019】

筐体本体２１は、例えば、図２に示すように、中空の平行六面体を基本形態としており、第１の平面部２１ａ、第２の平面部２１ｂ、第３の平面部２１ｃ、第４の平面部２１ｄ、第５の平面部２１ｅ、第６の平面部２１ｆ、第１の開口部２１ｇ、第２の開口部２１ｈ及び第３の開口部２１ｉを備えている。なお、後述する各々の平面部及び開口部の配置は、一例であり、検出装置を構成するための他の筐体との組み合わせなどによって、適宜、変更できる。

【0020】

例えば、第１の平面部２１ａ及び第２の平面部２１ｂは、ＸＹ平面と略平行に配置されており、互いに対向している。第３の平面部２１ｃ及び第４の平面部２１ｄは、ＸＺ平面と略平行に配置されており、互いに対向している。第５の平面部２１ｅ及び第６の平面部２１ｆは、ＹＺ平面と略平行に配置されており、互いに対向している。

【0021】

第１の開口部２１ｇは、第１の平面部２１ａをＺ軸方向に貫通する。第１の開口部２１ｇは、例えば、円柱形状を基本形態としており、第１の開口部２１ｇの周面に雌ねじ部２１ｊが形成されている。

【0022】

第２の開口部２１ｈは、第５の平面部２１ｅをＸ軸方向に貫通する。第２の開口部２１ｈは、例えば、円柱形状を基本形態としており、第２の開口部２１ｈの周面に雌ねじ部２１ｋが形成されている。

【0023】

第３の開口部２１ｉは、第２の平面部２１ｂをＺ軸方向に貫通する。このとき、第１の開口部２１ｇと第３の開口部２１ｉとは、Ｚ軸方向から見て略重なるように配置されている。第３の開口部２１ｉは、例えば、円柱形状を基本形態としており、第１の開口部２１ｇの中心軸と第３の開口部２１ｉの中心軸とが略重なるように配置されている。なお、第３の開口部２１ｉの周面にも光検出器などを連結可能な雌ねじ部が形成されていることが好ましい。

【0024】

ダイクロイックミラー２２は、図３に示すように、筐体本体２１の内部に配置されている。詳細には、ダイクロイックミラー２２は、第３の開口部２１ｉから入射した光の第１の波長を有する光を透過させて第１の開口部２１ｇに導くと共に、当該入射した光の第２の波長を有する光を反射させて第２の開口部２１ｈに導く。

【0025】

第１の光検出器３は、光電変換によって光を検出可能な構成とされており、例えば、フォトダイオードを備えている。第１の光検出器３のＺ軸－側の端部は、図４に示すように、円筒形状であり、当該Ｚ軸－側の端部の周面には、雄ねじ部３ａが形成されている。

【0026】

第１の光検出器３の雄ねじ部３ａは、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの雌ねじ部２１ｊにねじ込まれることで、第１の光検出器３が第１の筐体２に連結される。そのため、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの雌ねじ部２１ｊは、第１の光検出器３との連結部として機能することになる。

【0027】

第２の光検出器４も、光電変換によって光を検出可能な構成とされており、例えば、フォトダイオードを備えている。第２の光検出器４のＸ軸－側の端部は、図５に示すように、円筒形状であり、当該Ｘ軸－側の端部の周面には、雄ねじ部４ａが形成されている。

【0028】

第２の光検出器４の雄ねじ部４ａは、第１の筐体２の第２の開口部２１ｈの雌ねじ部２１ｋにねじ込まれることで、第２の光検出器４が第１の筐体２に連結される。そのため、第１の筐体２の第２の開口部２１ｈの雌ねじ部２１ｋは、第２の光検出器４との連結部として機能することになる。

【0029】

第２の筐体５は、図１乃至図３に示すように、第１の筐体２に対してＺ軸－側に配置されている。第２の筐体５は、筐体本体５１及びハーフミラー５２を備えている。筐体本体５１は、例えば、図２に示すように、中空の平行六面体を基本形態としており、第１の筐体２の筐体本体５１と略等しい形状である。

【0030】

筐体本体５１は、第１の平面部５１ａ、第２の平面部５１ｂ、第３の平面部５１ｃ、第４の平面部５１ｄ、第５の平面部５１ｅ、第６の平面部５１ｆ、第１の開口部５１ｇ、第２の開口部５１ｈ及び第３の開口部５１ｉを備えている。なお、後述する各々の平面部及び開口部の配置は、一例であり、検出装置を構成するための他の筐体との組み合わせなどによって、適宜、変更できる。

【0031】

例えば、第１の平面部５１ａ及び第２の平面部５１ｂは、ＸＹ平面と略平行に配置されており、互いに対向している。第３の平面部５１ｃ及び第４の平面部５１ｄは、ＸＺ平面と略平行に配置されており、互いに対向している。第５の平面部５１ｅ及び第６の平面部５１ｆは、ＹＺ平面と略平行に配置されており、互いに対向している。

【0032】

第１の開口部５１ｇは、第１の平面部５１ａをＺ軸方向に貫通する。第１の開口部５１ｇは、例えば、円柱形状を基本形態としており、後述するように第１の筐体２と第２の筐体５とが連結された状態で、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇ及び第３の開口部２１ｉと、第２の筐体５の第１の開口部５１ｇと、は略重なるように配置される。

【0033】

このとき、例えば、後述するように第１の筐体２と第２の筐体５とが連結された状態で、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの中心軸と、第１の筐体２の第３の開口部２１ｉの中心軸と、第２の筐体５の第１の開口部５１ｇの中心軸と、は略重なるように配置される。

【0034】

第２の開口部５１ｈは、第５の平面部５１ｅをＸ軸方向に貫通する。ここで、第２の筐体５の第５の平面部５１ｅは、図３に示すように、第２の開口部５１ｈを介して加工点へのレーザ光の照射位置を確認するためのカメラ（即ち、光検出器）７などを連結可能な構成とされていることが好ましい。

【0035】

その一方で、第２の筐体５の第５の平面部５１ｅにカメラ７などを連結しない場合、当該第３の平面部５１ｃは、図１などに示すように、蓋８によって第２の開口部５１ｈを覆うことができる構成とされていることが好ましい。

【0036】

第３の開口部５１ｉは、第６の平面部５１ｆをＸ軸方向に貫通する。このとき、第２の開口部５１ｈと第３の開口部５１ｉとは、Ｘ軸方向から見て略重なるように配置されている。なお、第２の筐体５の筐体本体５１として第１の筐体２の筐体本体２１を流用してもよい。

【0037】

ハーフミラー５２は、図３に示すように、筐体本体５１の内部に配置されている。詳細には、ハーフミラー５２は、第３の開口部５１ｉから入射した光を透過させて第２の開口部５１ｈに導くと共に、当該光を反射させて第１の開口部５１ｇに導く。

【0038】

連結板６は、図１及び図２に示すように、Ｚ軸方向で積み重ねられた第１の筐体２と第２の筐体５とを連結する。そして、連結板６は、Ｚ軸方向で積み重ねられた第１の筐体２と第２の筐体５とをＹ軸方向で挟み込むように配置されている。つまり、連結板６は、第１の筐体２と第２の筐体５との積層方向に対して略直交する方向から第１の筐体２と第２の筐体５とを挟み込んでいる。

【0039】

詳細には、本実施の形態では、図２に示すように、連結板６として第１の連結板６１及び第２の連結板６２を備えている。第１の連結板６１及び第２の連結板６２は、略等しい形状であり、Ｚ軸方向に長手を有する平板形状を基本形態としている。

【0040】

第１の連結板６１は、Ｚ軸方向で積み重ねられた第１の筐体２及び第２の筐体５に対してＹ軸＋側に配置された状態で、第１の筐体２と第２の筐体５とを跨ぐように、第１の筐体２の第３の平面部２１ｃ及び第２の筐体５の第３の平面部５１ｃにボルト９を介して接続されている。

【0041】

第２の連結板６２は、Ｚ軸方向で積み重ねられた第１の筐体２及び第２の筐体５に対してＹ軸－側に配置された状態で、第１の筐体２と第２の筐体５とを跨ぐように、第１の筐体２の第４の平面部２１ｄ及び第２の筐体５の第４の平面部５１ｄにボルト９を介して接続されている。

【0042】

次に、本実施の形態の検出装置１を組み立てる手順を説明する。先ず、第２の筐体５の第１の平面部５１ａと第１の筐体２の第２の平面部２１ｂとが略面接触するように、第２の筐体５のＺ軸＋側に第１の筐体２を配置する。

【0043】

次に、第１の連結板６１を第１の筐体２及び第２の筐体５に対してＹ軸＋側に配置し、第１の連結板６１を第１の筐体２の第３の平面部２１ｃ及び第２の筐体５の第３の平面部５１ｃにボルト９を介して接続する。

【0044】

また、第２の連結板６２を第１の筐体２及び第２の筐体５に対してＹ軸－側に配置し、第２の連結板６２を第１の筐体２の第４の平面部２１ｄ及び第２の筐体５の第４の平面部５１ｄにボルト９を介して接続する。

【0045】

これにより、第１の筐体２と第２の筐体５とを連結することができる。このとき、Ｚ軸方向から見て、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇと、第１の筐体２の第３の開口部２１ｉと、第２の筐体５の第１の開口部５１ｇと、は略重なるように配置される。

【0046】

ここで、上述のような平行六面体の第１の筐体２及び第２の筐体５を第１の連結板６１と第２の連結板６２とで挟み込んで連結することで、ダイクロイックミラー２２やハーフミラー５２のＺ軸回りの回転を抑制することができる。

【0047】

しかも、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの中心軸と、第１の筐体２の第３の開口部２１ｉの中心軸と、第２の筐体５の第１の開口部５１ｇの中心軸と、のズレを抑制しつつ、第１の筐体２と第２の筐体５とを連結することができる。

【0048】

次に、第１の光検出器３の雄ねじ部３ａを第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの雌ねじ部２１ｊにねじ込む。それと共に、第２の光検出器４の雄ねじ部４ａを第１の筐体２の第２の開口部２１ｈの雌ねじ部２１ｋにねじ込む。これにより、第１の光検出器３及び第２の光検出器４を第１の筐体２に連結することができる。

【0049】

このように第１の光検出器３及び第２の光検出器４と、第１の筐体２と、をねじ構造によって連結するので、大凡、第１の光検出器３の中心を第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの中心軸上に精度良く配置することができると共に、第２の光検出器４の中心を第１の筐体２の第２の開口部２１ｈの中心軸上に精度良く配置することができる。

【0050】

次に、本実施の形態の検出装置１を用いて、レーザ溶接の加工点の溶着状態の良否を判定する流れを説明する。図６は、本実施の形態の検出装置を用いて、レーザ溶接の加工点からの戻り光を検出する際のシステム構成を説明するための図である。

【0051】

ここで、図６に示すように、溶接ヘッド１０を用いてアルミニウムや鉄などから成る第１の金属板（即ち、反射体）１１とアルミニウムや鉄などから成る第２の金属板１２とを重ね継手溶接するためにレーザ光ＬＢを照射した際に、加工点である溶融池ＭＰで反射した戻り光ＲＬが検出装置１の第２の筐体５の第３の開口部５１ｉの中心に入射するように、検出装置１が溶接ヘッド１０に連結されている。

【0052】

このとき、検出装置１の第１の光検出器３及び第２の光検出器４は、検出した光の強度に基づいて加工点の溶着状態の良否を判定するための判定装置１３に電気的に接続されている。なお、検出装置１は、ブラケット１４（図３を参照）を介して溶接ヘッド１０に連結することができる。

【0053】

先ず、溶接ヘッド１０のハーフミラー１０１を介して筐体１０２に入射したレーザ光ＬＢをスキャナ１０３に導き、その後、当該レーザ光ＬＢをスキャナ１０３の走査によって第１の金属板１１の所望の位置に照射する。

【0054】

このとき、溶融池ＭＰで反射した戻り光ＲＬは、スキャナ１０３を介してハーフミラー１０１に入射し、ハーフミラー１０１を透過して筐体１０２の開口部に導かれ、筐体１０２の開口部から検出装置１の第２の筐体５の第３の開口部５１ｉに入射する。

【0055】

そして、図３に示すように、戻り光ＲＬは、第２の筐体５のハーフミラー５２で反射し、第１の開口部５１ｇ及び第１の筐体２の第３の開口部２１ｉに介して当該第１の筐体２のダイクロイックミラー２２に導かれる。

【0056】

一方、戻り光ＲＬは、第２の筐体５のハーフミラー５２を透過して第２の開口部５１ｈに導かれる。このとき、第２の筐体５の第３の平面部５１ｃにカメラ７が連結されている場合、カメラ７によってレーザ光ＬＢの照射位置を観察することができる。

【0057】

その後、戻り光ＲＬの第１の波長を有する光ＲＬ１は、ダイクロイックミラー２２を透過し、第１の開口部２１ｇを介して第１の光検出器３に導かれる。一方、戻り光ＲＬの第２の波長を有する光ＲＬ２は、ダイクロイックミラー２２で反射し、第２の開口部２１ｈを介して第２の光検出器４に導かれる。

【0058】

このとき、本実施の形態の検出装置１では、ダイクロイックミラー２２やハーフミラー５２のＺ軸回りの回転が抑制されている。しかも、本実施の形態の検出装置１では、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの中心軸と、第１の筐体２の第３の開口部２１ｉの中心軸と、第２の筐体５の第１の開口部５１ｇの中心軸と、が略重なるように配置されている。

【0059】

また、本実施の形態の検出装置１では、大凡、第１の光検出器３の中心が第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの中心軸上に配置されていると共に、第２の光検出器４の中心が第１の筐体２の第２の開口部２１ｈの中心軸上に配置されている。

【0060】

そのため、戻り光ＲＬの光路ズレを抑制しつつ、大凡、第１の光検出器３の中心に戻り光ＲＬの第１の波長を有する光ＲＬ１を精度良く導くことができると共に、第２の光検出器４の中心に戻り光ＲＬの第２の波長を有する光ＲＬ２を精度良く導くことができる。これにより、本実施の形態の検出装置１は、戻り光ＲＬの検出精度を向上させることができる。

【0061】

次に、第１の光検出器３は、戻り光ＲＬの第１の波長を有する光ＲＬ１を光電変換し、光の強度を示す信号を判定装置１３に出力する。一方、第２の光検出器４は、戻り光ＲＬの第２の波長を有する光ＲＬ２を光電変換し、光の強度を示す信号を判定装置１３に出力する。

【0062】

次に、判定装置１３は、入力された信号が示す光の強度に基づいて、レーザ溶接の加工点の溶着状態の良否を判定する。判定装置１３は、例えば、時系列に入力された信号が示す光の強度の波形と予め設定された基準波形との各時点での差分が、予め設定された閾値より大きい場合、加工点の溶着状態が不良であると判定する。

【0063】

一方、判定装置１３は、例えば、時系列で入力される信号が示す光の強度の波形と予め設定された基準波形との各時点での差分が、予め設定された閾値以下の場合、加工点の溶着状態が良好であると判定する。

【0064】

次に、第１の筐体２、第１の光検出器３及び第２の光検出器４を用いた検出装置の異なる組み合わせ例を説明する。図７は、異なる組み合わせ例１の検出装置を示す斜視図である。図８は、異なる組み合わせ例２の検出装置を示す斜視図である。

【0065】

組み合わせ例１の検出装置２０１は、図７に示すように、検出装置１の第１の筐体２と第２の筐体５との間に第３の筐体２０２が配置されている。第３の筐体２０２は、例えば、筐体本体２０３及びダイクロイックミラーを備えている。

【0066】

筐体本体２０３としては、例えば、第１の筐体２の筐体本体２１を用いることができる。そして、筐体本体２０３の第２の開口部に形成された雌ねじ部に第３の光検出器２０４の雄ねじ部がねじ込まれることで、第３の筐体２０２に第３の光検出器２０４が連結されている。

【0067】

ダイクロイックミラーは、筐体本体２０３の内部に配置されている。詳細には、ダイクロイックミラーは、筐体本体２０３の第３の開口部から入射した光の第３の波長を有する光を反射させて第２の開口部に導くと共に、当該第３の開口部から入射した光のその他の波長を有する光を第１の開口部に導く。

【0068】

このような構成により、第３の筐体２０２及び第３の光検出器２０４を加えた検出装置２０１を簡単に組み立てることができる。

【0069】

組み合わせ例２の検出装置３０１は、図８に示すように、検出装置１の第１の筐体２が第２の筐体５に対してＺ軸－側に配置されている。このとき、第２の筐体５の筐体本体５１として第１の筐体２の筐体本体２１を用いるとよい。

【0070】

詳細には、例えば、検出装置１の第１の筐体２に連結された第１の光検出器３を取り外した状態での当該第１の筐体２の第１の平面部２１ａと、検出装置１の第２の筐体５をＹ軸を中心に９０°反時計回りに回転させると共にＺ軸回りに１８０°回転させた状態での当該第２の筐体５の第６の平面部５１ｆと、が略面接触するように、第１の筐体２のＺ軸＋側に第２の筐体５が配置されている。このとき、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇと第２の筐体５の第３の開口部５１ｉとがＺ軸方向で連通するように配置されている。

【0071】

そして、例えば、第２の筐体５の第１の開口部５１ｇに形成された雌ねじ部に第１の光検出器３の雄ねじ部３ａがねじ込まれ、第１の光検出器３が第２の筐体５に連結されている。このような構成の検出装置３０１は、検出装置３０１のＺ軸－側の部分に配置された第１の筐体２の第３の開口部２１ｉに溶接ヘッド１０から戻り光ＲＬが入射することになる。

【0072】

このように本実施の形態の検出装置１、２０１及び３０１は、ダイクロイックミラー２２が設けられた第１の筐体２と、第１の光検出器３と、第２の光検出器４と、をベースとして、ハーフミラーが設けられた筐体や他の光検出器などを組み合わせて検出装置を構成することができる。

【0073】

そのため、溶接ヘッド１０周辺のスペースなどの条件に応じて、光検出器などの配置を適宜、変更することができる。また、第１の筐体２に対して第１の光検出器３と第２の光検出器４とを入れ替えて連結することもできる。しかも、簡単に必要な光検出器を増減することができる。

【0074】

また、ダイクロイックミラー２２が設けられた第１の筐体２と、第１の光検出器３と、第２の光検出器４と、ハーフミラーが設けられた筐体や他の光検出器などと、の組み合わせによって安価に検出装置を構成することができる。

【0075】

しかも、第１の筐体２の筐体本体２１を他の筐体に流用する場合、つまり、筐体を共通化（汎用化）することで、さらに安価に検出装置を構成することができる。このとき、第１の筐体２における筐体本体２１の第２の平面部２１ｂにも光検出器などを連結できる構成を備えている場合、ダイクロイックミラー２２が設けられた第１の筐体２と、第１の光検出器３と、第２の光検出器４と、ハーフミラーが設けられた筐体や他の光検出器などと、をより自由に組み合わせることができる。

【0076】

第１の光検出器３又は第２の光検出器４の雄ねじ部と筐体の雌ねじ部との螺合によって、第１の光検出器３又は第２の光検出器４と筐体とを連結する場合、大凡、第１の光検出器３又は第２の光検出器４の中心を筐体の開口部の中心軸上に精度良く配置することができる。そのため、本実施の形態の検出装置１、２０１及び３０１は、戻り光ＲＬの検出精度を向上させることができる。

【0077】

また、平行六面体の筐体を連結板６で挟み込んで連結する場合、例えば、ダイクロイックミラー２２やハーフミラー５２のＺ軸回りの回転を抑制することができる。しかも、例えば、第１の筐体２の第１の開口部２１ｇの中心軸と、第１の筐体２の第３の開口部２１ｉの中心軸と、第２の筐体５の第１の開口部５１ｇの中心軸と、のズレを抑制することができる。そのため、戻り光ＲＬの光路ズレを最小限にすることができ、戻り光ＲＬの検出精度を向上させることができる。

【0078】

本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施の形態では、各筐体を平行六面体としたが、各筐体の形状は限定されない。また、筐体の開口部の形状も限定されない。要するに、複数の筐体が連結された状態で、加工点からの戻り光を第１の光検出器３及び第２の光検出器４に導くことができる形状であればよい。

【符号の説明】

【0079】

１ 検出装置
２ 第１の筐体
２１ 筐体本体、２１ａ 第１の平面部、２１ｂ 第２の平面部、２１ｃ 第３の平面部、２１ｄ 第４の平面部、２１ｅ 第５の平面部、２１ｆ 第６の平面部、２１ｇ 第１の開口部、２１ｈ 第２の開口部、２１ｉ 第３の開口部、２１ｊ 雌ねじ部、２１ｋ 雌ねじ部
２２ ダイクロイックミラー
３ 第１の光検出器、３ａ 雄ねじ部
４ 第２の光検出器、４ａ 雄ねじ部
５ 第２の筐体
５１ 筐体本体、５１ａ 第１の平面部、５１ｂ 第２の平面部、５１ｃ 第３の平面部、５１ｄ 第４の平面部、５１ｅ 第５の平面部、５１ｆ 第６の平面部、５１ｇ 第１の開口部、５１ｈ 第２の開口部、５１ｉ 第３の開口部
５２ ハーフミラー
６ 連結板
６１ 第１の連結板、６２ 第２の連結板
７ カメラ
８ 蓋
９ ボルト
１０ 溶接ヘッド、１０１ ハーフミラー、１０２ 筐体、１０３ スキャナ
１１、１２ 金属板
１３ 判定装置
１４ ブラケット
２０１ 検出装置
２０２ 第３の筐体、２０３ 筐体本体
２０４ 第３の光検出器
３０１ 検出装置
ＲＬ 戻り光、ＲＬ１ 第１の波長を有する光、ＲＬ２ 第２の波長を有する光、ＬＢ レーザ光
ＭＰ 溶融池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】