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公開番号2025062184
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171073
出願日2023-10-02
発明の名称レーザ溶接機及び平角線のレーザ溶接方法
出願人株式会社アマダ
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 26/21 20140101AFI20250407BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】平角線の角部が残らず、溶融部が過度に膨らむことなく、溶融部が偏ることなく一対の平角線を溶接することができるレーザ溶接機を提供する。
【解決手段】平角線71及び72の辺S1及びS2間のギャップ量が0であれば、レーザ溶接機は、辺S3の中央部をレーザビームの照射開始位置とし、レーザビームを基準溶接速度V0で基準加工距離L0だけ平角線71及び72の各先端面に照射して平角線71及び72を溶接する。ギャップ量が0を超え、第1のギャップ量までの第1の範囲であれば、辺S3の中央部からギャップ量の1/2の距離だけ平角線72側にオフセットさせた位置をレーザビームの照射開始位置とし、レーザビームを基準溶接速度V0で基準加工距離L0だけ平角線71及び72の各先端面に照射して平角線71及び72を溶接する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
互いに隣接させた溶接対象の第１及び第２の平角線の各先端面における互いに対向する前記第１の平角線の第１の辺と前記第２の平角線の第２の辺との間のギャップ量を測定するセンサと、
前記第１及び第２の平角線を溶接するよう前記第１及び第２の平角線に照射されるレーザビームの照射位置及び前記レーザビームの移動を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記センサで測定された前記ギャップ量が０であれば、前記第１の平角線の前記先端面における前記第１の辺とは反対側の第３の辺の中央部を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記第２の平角線の前記先端面における中間部に至るまでの基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、
前記センサで測定された前記ギャップ量が０を超え、第１のギャップ量までの第１の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、
前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第１のギャップ量を超えて第２のギャップ量までの第２の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量と０を超える所定の第２のオフセット量とを加算した距離だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、
前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第２のギャップ量を超える第３の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度より速い溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離より長い加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接するよう制御する
レーザ溶接機。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記レーザビームを射出するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器が射出する前記レーザビームを前記第１及び第２の平角線に照射する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを移動させる移動機構と、
をさらに備え、
前記制御装置は、
前記レーザ発振器を前記レーザビームを射出しない状態に制御し、前記加工ヘッドが前記レーザビームを前記照射開始位置に照射する位置に前記加工ヘッドを位置させて停止させるよう前記移動機構を制御し、
前記レーザ発振器を前記レーザビームを射出する状態に制御するのと同時に、前記レーザビームを前記移動方向に沿って移動させるよう前記移動機構を制御する
請求項１に記載のレーザ溶接機。
【請求項３】
互いに隣接させた溶接対象の第１及び第２の平角線の各先端面における互いに対向する前記第１の平角線の第１の辺と前記第２の平角線の第２の辺との間のギャップ量をセンサによって測定し、
前記センサで測定された前記ギャップ量が０であれば、前記第１の平角線の前記先端面における前記第１の辺とは反対側の第３の辺の中央部をレーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記第２の平角線の前記先端面における中間部に至るまでの基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、
前記センサで測定された前記ギャップ量が０を超え、第１のギャップ量までの第１の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、
前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第１のギャップ量を超えて第２のギャップ量までの第２の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量と０を超える所定の第２のオフセット量とを加算した距離だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、
前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第２のギャップ量を超える第３の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度より速い溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離より長い加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接する
平角線のレーザ溶接方法。
【請求項４】
レーザ発振器を前記レーザビームを射出しない状態に制御し、かつ、加工ヘッドを、前記加工ヘッドが前記レーザビームを前記照射開始位置に照射する位置に位置させて停止させ、
前記レーザ発振器を前記レーザビームを射出する状態に制御するのと同時に、前記加工ヘッドの移動を開始させて前記レーザビームを前記移動方向に沿って移動させる
請求項３に記載の平角線のレーザ溶接方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接機及び平角線のレーザ溶接方法に関する。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車またはハイブリッド車に用いられるモータにおいては、コアに装着された複数のＵ字状に曲げられたセグメントコイルの径方向に隣接したセグメントコイルの両端部がレーザ溶接機によって溶接される（特許文献１または２参照）。径方向に隣接したセグメントコイルの両端部は一対の平角線である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－２０３４０号公報
国際公開第２０１９／１５９７３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ溶接機によって一対の平角線を溶接したとき、平角線の角部（エッジ）が残っていたり、一対の平角線の端部が溶融されて形成される溶融部が過度に膨らんだりすると、溶接不良となる。前者の溶接不良は端部の金属の溶融不足が原因であり、後者の溶接不良は端部の金属の溶融過多が原因である。また、溶融部が一対の平角線のうちの一方に偏った場合も溶接不良となる。溶接された一対の平角線に溶接不良があると、端部に装着すべきエンドキャップを装着することができないため、モータは不良品となる。
【０００５】
平角線の角部が残らず、溶融部が過度に膨らむことなく、溶融部が一対の平角線のうちの一方に偏ることなく一対の平角線を溶接することができるレーザ溶接機及び平角線のレーザ溶接方法の登場が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１またはそれ以上の実施形態の第１の態様は、互いに隣接させた溶接対象の第１及び第２の平角線の各先端面における互いに対向する前記第１の平角線の第１の辺と前記第２の平角線の第２の辺との間のギャップ量を測定するセンサと、前記第１及び第２の平角線を溶接するよう前記第１及び第２の平角線に照射されるレーザビームの照射位置及び前記レーザビームの移動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記センサで測定された前記ギャップ量が０であれば、前記第１の平角線の前記先端面における前記第１の辺とは反対側の第３の辺の中央部を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記第２の平角線の前記先端面における中間部に至るまでの基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、前記センサで測定された前記ギャップ量が０を超え、第１のギャップ量までの第１の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第１のギャップ量を超えて第２のギャップ量までの第２の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量と０を超える所定の第２のオフセット量とを加算した距離だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第２のギャップ量を超える第３の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度より速い溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離より長い加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接するよう制御するレーザ溶接機を提供する。
【０００７】
１またはそれ以上の実施形態の第２の態様は、互いに隣接させた溶接対象の第１及び第２の平角線の各先端面における互いに対向する前記第１の平角線の第１の辺と前記第２の平角線の第２の辺との間のギャップ量をセンサによって測定し、前記センサで測定された前記ギャップ量が０であれば、前記第１の平角線の前記先端面における前記第１の辺とは反対側の第３の辺の中央部をレーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記第２の平角線の前記先端面における中間部に至るまでの基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、前記センサで測定された前記ギャップ量が０を超え、第１のギャップ量までの第１の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第１のギャップ量を超えて第２のギャップ量までの第２の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量と０を超える所定の第２のオフセット量とを加算した距離だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接し、前記センサで測定された前記ギャップ量が前記第２のギャップ量を超える第３の範囲であれば、前記第３の辺の中央部から前記ギャップ量の１／２の距離である第１のオフセット量だけ前記第２の平角線側にオフセットさせた位置を前記レーザビームの照射開始位置とし、前記レーザビームの移動速度を前記基準溶接速度より速い溶接速度に設定して、前記レーザビームを、前記照射開始位置から前記第１及び第３の辺と直交する移動方向に沿って前記基準加工距離より長い加工距離だけ移動させて前記第１及び第２の平角線を溶接する平角線のレーザ溶接方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機及び平角線のレーザ溶接方法によれば、平角線のエッジが残らず、溶融部が過度に膨らむことなく、溶融部が一対の平角線のうちの一方に偏ることなく一対の平角線を溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機を示す図である。
図２は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機が備えることがあるガルバノスキャナを示す斜視図である。
図３は、互いに接触している一対の平角線を示す平面図である。
図４は、互いに離隔している一対の平角線を示す平面図である。
図５は、１またはそれ以上の実施形態に係る平角線のレーザ溶接方法と比較される第１の比較例を示す図である。
図６は、１またはそれ以上の実施形態に係る平角線のレーザ溶接方法と比較される第２の比較例を示す図である。
図７は、１またはそれ以上の実施形態に係る平角線のレーザ溶接方法と比較される第３の比較例を示す図である。
図８は、１またはそれ以上の実施形態に係る平角線のレーザ溶接方法を示す図である。
図９Ａは、エッジ残りの溶接不良を示す側面図である。
図９Ｂは、溶融部の溶融幅が広くなりすぎている溶接不良を示す側面図である。
図９Ｃは、溶融部が偏っている溶接不良を示す側面図である。
図１０は、一対の平角線のギャップ量が０ｍｍを超え、第１のギャップ量までの第１の範囲であるときの好ましいオフセット量を示す図である。
図１１は、一対の平角線のギャップ量が第１のギャップ量を超え、第２のギャップ量までの第２の範囲であるときの好ましいオフセット量を示す図である。
図１２は、一対の平角線を溶接するときの溶接条件及び溶接結果をまとめて示す図である。
図１３は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機の動作、及び１またはそれ以上の実施形態に係る平角線のレーザ溶接方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ溶接機及び平角線のレーザ溶接方法について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機１００の全体的な構成例を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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