[发明专利]远程激光焊接

说明书

技术领域

本发明总体涉及激光焊接，并且更特别地涉及对于激光焊接应用自动地定位部件和焊缝。

背景技术

具有焊缝跟踪用以确保恰当的焊接位置的远程激光焊接在本领域中是公知的。现有远程激光焊缝跟踪传感器可以外部激光线发生器光源来获得。一些激光焊接系统可以跟踪接头，但不是最初发现接头。这些系统通常依赖于机械手运动来将焊接光学器件从一个焊接重新定位至下一焊接，因此不是基于扫描仪的远程激光焊接系统。

发明内容

一实施例设想一种将第一部件激光焊接至第二部件的方法，第一部件和第二部件具有区分第一部件与第二部件的可从视觉上检测到的特征，所述方法包括以下步骤：照射指示器激光，该指示器激光被转向镜重新引导，用以形成被引导朝向第一部件和第二部件来在所述部件上生成激光条纹的激光束；以摄像头来检测激光条纹，所述摄像头被同轴地定位，并沿着由激光束限定出的轴线接收图像；以摄像头处理器来处理图像，用以检测所述特征的位置；自动调节激光焊接系统，用以应对所述特征的位置；以及激活焊接激光，该焊接激光被引导穿过转向镜，用以将第一部件焊接至第二部件。

一实施例的优点是：通过远程更精确地定位激光焊接，可以通过允许远程激光边缘焊接并降低远程激光搭接焊接所需的凸缘尺寸，来降低车辆质量和成本。该焊接工艺允许适应部件尺寸和定位的波动(公差)，从而允许远程激光边缘焊接工艺，并改善远程激光搭接焊接定位的精确性。另外，远程激光边缘焊接可以降低对用于锌除气的专用技术的需求，从而降低投资和操作成本。而且，该焊接方法可以被用于现有远程激光光学器件，从而消除对专用光学器件的需求。

附图说明

图1是激光焊接系统和待焊接的部件的示意图。

图2是待焊接的部件和照射在部件上的激光条纹的示意图。

图3是激光焊接工艺的流程图。

具体实施方式

图1-2示出了用于将第一部件22焊接至第二部件24的激光焊接系统20，所述第一部件和第二部件被安装在支承基底26上。激光焊接系统20可以包括激光光学器件28和用于相对于激光光学器件28定位所述部件22、24的机构30。激光光学器件28包括转向镜(bending mirror)32，其可以是部分反射性的90度转向镜。转向镜32可以是常规的，因此其细节将不本文中进一步论述。转向镜32可以通过激光光学器件28是可调节的，用以根据需要重新引导激光。

激光焊接系统20还可以包括摄像头34和激光光源36(也被称为激光源或激光发生器)。激光发生器36可以被操作作为焊接激光的源和指示器激光的源，且两者都被引导到转向镜32中，并被重新引导到激光光学器件28之外，作为激光束38朝向待焊接的部件22、24。替代地，激光指示器可以是附加的激光源，其被同轴地引入到焊接激光束路径中。

摄像头34被安装在激光光学器件28上与激光束38同轴(沿着轴线42)，并且能够在指示器激光照射激光到部件22、24上时检测部件22、24的表面上的激光条纹40(在图2中以虚线示出)。因此，摄像头34被安装在转向镜32上同轴于激光束路径，并通过转向镜32传感图像。

摄像头34位于转向镜32上方并通过转向镜32采集其图像，因此图像直接地同轴于激光束路径，从而精确地检测在部件22、24上生成的激光条纹40的位置。摄像头34被连接至摄像头处理器44。摄像头处理器44能够采集从摄像头34接收到的图像，并分析包括激光条纹40的图像，用以确定区分第一部件22与第二部件24的特征46在哪里。例如，如果特征46是由于第一部件22堆叠在第二部件24的顶部上而产生的高度上的台阶，则激光条纹40将在部件22、24之间的台阶状边缘的位置处在其中具有偏移48。摄像头处理器44于是能够将该位置信息通信至激光光学器件控制器50。激光光学器件控制器50被连接至激光光学器件28，并且于是能够基于所述位置信息来调节激光光学器件28，用以确保由焊接激光生成的激光束38被精确地引导向将在第一和第二部件22、24之间形成的焊接接头处。

特征(能够由摄像头和摄像头处理器从视觉上传感到的特征)能够是台阶状边缘，如刚在以上论述的。该特征还能够是例如呈一个或两个部分的孔、缝、半径或弯曲部，将允许精确检测两个部件22、24的位置。摄像头34可以是带有图像处理的数码相机，如本领域技术人员公知的。摄像头处理器44能够由用于分析数字图片的软件和硬件的组合构成，如本领域技术人员公知的。