激光焊接條件確定方法以及激光焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在通過(guò)激光來(lái)焊接工件的激光焊接中確定與工件對(duì)應(yīng)的焊接條件的激光焊接條件確定方法以及激光焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的激光加工是通過(guò)作業(yè)者基于經(jīng)驗(yàn)、直覺(jué)來(lái)設(shè)定針對(duì)工件的加工條件?；蛘?，作業(yè)者一邊驗(yàn)證加工結(jié)果一邊再次變更加工條件，從而導(dǎo)出適于工件的加工條件。
[0003]對(duì)此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出有如下所述的對(duì)話(huà)型NC(Numerical Control)裝置:能夠相對(duì)于工件的材質(zhì)以及板厚設(shè)定與焊接速度對(duì)應(yīng)的激光加工條件(激光功率、振蕩頻率、占空比等)，以便在不需要作業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)、按照加工的驗(yàn)證的狀態(tài)下導(dǎo)出加工條件。
[0004]使用圖6，對(duì)現(xiàn)有的對(duì)話(huà)型NC裝置1I進(jìn)行說(shuō)明。如圖6所示，對(duì)話(huà)型NC裝置1I具有對(duì)話(huà)裝置102、運(yùn)算處理裝置103以及存儲(chǔ)裝置104。對(duì)話(huà)裝置102具有顯示部105和對(duì)話(huà)輸入部106，對(duì)話(huà)輸入部106具有激光加工條件顯示鍵107、小鍵盤(pán)108、光標(biāo)鍵109以及翻頁(yè)鍵110。在存儲(chǔ)裝置104中存儲(chǔ)有激光加工條件表111。運(yùn)算處理裝置103具有NC程序，根據(jù)輸入至對(duì)話(huà)裝置102的指令速度和存儲(chǔ)裝置104的激光加工條件表111來(lái)選擇激光加工條件。
[0005]接下來(lái)，對(duì)基于對(duì)話(huà)型NC裝置101的激光加工條件的設(shè)定方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0006]首先，對(duì)激光加工條件表111的生成進(jìn)行說(shuō)明。作業(yè)者操作對(duì)話(huà)輸入部106的激光加工條件顯示鍵107、小鍵盤(pán)108、光標(biāo)鍵109、翻頁(yè)鍵110來(lái)設(shè)定工件的材質(zhì)以及板厚。然后，根據(jù)加工速度來(lái)設(shè)定激光加工條件(激光的輸出、頻率、占空比、氣壓)。由此，生成激光加工條件表111并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置104。
[0007]接下來(lái)，對(duì)使用了激光加工條件表111的NC程序的執(zhí)行進(jìn)行說(shuō)明。作業(yè)者利用對(duì)話(huà)裝置102來(lái)設(shè)定工件的材質(zhì)以及板厚。由此，執(zhí)行NC程序。接著，當(dāng)作業(yè)者利用對(duì)話(huà)裝置102設(shè)定指令速度后，NC程序使用生成的激光加工條件表111來(lái)設(shè)定激光加工條件(激光的輸出、頻率、占空比、氣壓)。
[0008]如以上那樣，作業(yè)者通過(guò)一次性設(shè)定與工件的材質(zhì)以及板厚、加工速度對(duì)應(yīng)的激光加工條件，無(wú)需設(shè)定之后的激光加工條件，并且能夠設(shè)定最佳的激光加工條件。
[0009]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0011 ] 專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)平2-59188號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]然而，現(xiàn)有的對(duì)話(huà)型NC裝置101以工件的切斷為目的，僅以工件的材質(zhì)以及板厚來(lái)設(shè)定激光加工條件。與此相對(duì)地，在焊接中根據(jù)接縫的形狀的不同而最佳的激光加工條件不同，因此像專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載那樣的、僅基于工件的材質(zhì)以及板厚而無(wú)法設(shè)定適當(dāng)?shù)暮附訔l件。
[0013]本發(fā)明的激光焊接條件確定方法以及激光焊接裝置的目的在于，容易求出最佳的激光焊接條件。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的激光焊接條件確定方法包括第一步驟、第二步驟以及第三步驟。在第一步驟中，輸入表示工件的特征的工件信息。在第二步驟中，輸入表示激光的特征的激光信息。在第三步驟中，基于工件信息和激光信息，計(jì)算第一焊接條件并進(jìn)行顯示。此外，第一焊接條件是激光的推薦激光功率、推薦焊接速度、推薦焊接圖案、焊接部的推測(cè)強(qiáng)度、以及焊接部的推測(cè)熔透深度中的任一者。此外，工件信息包括工件的接縫形狀。
[0015]另外，本發(fā)明的激光焊接裝置具有激光振蕩器、激光頭、機(jī)器人、控制器以及焊接條件設(shè)定裝置。激光頭將從激光振蕩器輸出的激光向工件射出。機(jī)器人被安裝有激光頭且使激光頭移動(dòng)。控制器控制機(jī)器人的動(dòng)作且具有焊接條件計(jì)算部。焊接條件設(shè)定裝置與控制器連接。而且，焊接條件設(shè)定裝置具有工件信息輸入部、激光信息輸入部以及顯示部。工件信息輸入部輸入表示工件的特征的工件信息。激光信息輸入部輸入表示激光的特征的激光信息。顯示部顯示由焊接條件計(jì)算部基于工件信息和激光信息而計(jì)算出的第一焊接條件。此外，第一焊接條件是激光的推薦激光功率、推薦焊接速度、推薦焊接圖案、焊接部的推測(cè)強(qiáng)度、以及焊接部的推測(cè)熔透深度中的任一者。此外，工件信息包括工件的接縫形狀。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的激光焊接條件確定方法以及激光焊接裝置，在焊接中也能夠設(shè)定考慮了工件的接縫形狀的最佳焊接條件。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是示出實(shí)施方式I中的激光焊接裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖2是示出實(shí)施方式I中的確定激光焊接條件的順序的流程圖。
[0019]圖3A是示出搭接接縫(lapjoint)的圖。
[°02°]圖3B是示出搭接角接縫(lap fillet joint)的圖。
[0021]圖3C是示出對(duì)接接縫的圖。
[0022]圖3D是示出T型角接縫的圖。
[0023]圖4是示出實(shí)施方式2中的激光焊接裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。
[0024]圖5是示出實(shí)施方式2中的確定激光焊接條件的順序的流程圖。
[0025]圖6是示出現(xiàn)有的對(duì)話(huà)型NC裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026](實(shí)施方式I)
[0027]使用圖1?圖3D對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出激光焊接裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出確定激光焊接條件的順序的流程圖。圖3A?圖3D是示出工件的接縫形狀的例子的圖。
[0028]如圖1所示，激光焊接裝置I具有激光振蕩器2、激光頭3、機(jī)器人4、控制器5以及焊接條件設(shè)定裝置6。激光振蕩器2通過(guò)光纖7(光纖線)而與激光頭3連接。激光振蕩器2使激光振蕩，并將振蕩的激光經(jīng)由光纖7而向激光頭3輸出。激光頭3將由激光振蕩器2輸出的激光向工件8射出。即，激光9從激光頭3向工件8射出。機(jī)器人4在機(jī)器人4的前端被安裝有激光頭3并使激光頭3移動(dòng)?？刂破?與機(jī)器人4連接并控制機(jī)器人4的動(dòng)作。另外，控制器5與激光頭3連接并控制激光頭3。另外，控制器5與激光振蕩器2連接并控制激光振蕩器2。另外，控制器5具有計(jì)算焊接條件的焊接條件計(jì)算部10。焊接條件設(shè)定裝置6與控制器5連接，并與控制器5雙向通信。焊接條件設(shè)定裝置6具有工件信息輸入部11、激光信息輸入部12以及顯示部13。
[0029]接下來(lái)，使用圖1?圖3D，對(duì)實(shí)施焊接前的、基于激光焊接裝置I的激光焊接條件確定方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0030]如圖2的步驟I所示，作業(yè)者將表示工件8的特征的工件信息向焊接條件設(shè)定裝置6的工件信息輸入部11輸入(第一步驟)。工件信息是指，工件的材質(zhì)、工件的板厚、工件的接縫形狀。作為工件的材質(zhì)，例如為軟鋼、不銹鋼、鋁等。另外，在對(duì)兩個(gè)工件進(jìn)行焊接的情況下，將各個(gè)工件的材質(zhì)和板厚向工件信息輸入部11輸入。另外，與接縫形狀對(duì)應(yīng)的、各個(gè)工件的配置也向工件信息輸入部11輸入。
[0031]在此，使用圖3A?圖3D，對(duì)接縫形狀進(jìn)行更為具體的說(shuō)明。圖3A是示出對(duì)工件81和工件82的重疊部分進(jìn)行焊接的“搭接接縫”的圖。圖3B是示出對(duì)重疊于工件83的工件84的端部進(jìn)行焊接的“搭接角接縫”的圖。圖3C是示出將工件85和工件86并排而對(duì)工件85與工件86鄰接的部分進(jìn)行焊接的“對(duì)接接縫”的圖。圖3D是示出將工件88與工件87垂直地配置并對(duì)工件87與工件88接觸的部分進(jìn)行焊接的“T型角接縫”的圖。
[0032]工件的材質(zhì)以及工件的板厚包括接縫形狀中的工件的配置。例如，在圖3A中，工件信息是如下所述的信息:接縫形狀為“搭接接縫”的“位于下方”的工件81的“材質(zhì)”及“板厚”以及“位于上方”的工件82的“材質(zhì)”及“板厚”。
[0033]接下來(lái)，如圖2的步驟2所示，作業(yè)者將表示激光9的特征的激光信息向焊接條件設(shè)定裝置6的激光信息輸入部12輸入(第二步驟)。激光信息是指，激光9的焦點(diǎn)位置處的光斑直徑、從激光頭3到焦點(diǎn)位置為止的距離(或者激光頭3的內(nèi)部的透鏡中的激光9的焦距)、以及從激光頭3到工件8為止的距離等。
[0034]輸入到工件信息輸入部11的工件信息和輸入到激光信息輸入部12的激光信息向控制器5的焊接條件計(jì)算部10發(fā)送。
[0035]接下來(lái)，如圖2的步驟3所示，焊接條件計(jì)算部10基于工件信息和激光信息，計(jì)算焊接條件的推薦值、推薦圖案、推測(cè)值，如圖2的步驟4所示，并將所計(jì)算出的焊接條件的推薦值、推薦圖案、推測(cè)值顯示于焊接條件設(shè)定裝置6的顯示部13(將步驟3和步驟4統(tǒng)一設(shè)為第三步