[发明专利]材料接合检查与修复

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年3月25日提交的美国临时专利申请序列No.61/970087的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的领域一般属于材料接合与密封处理。本发明在材料接合加工、检查与修复中尤其有用。

背景技术

钎焊和焊接是用于将两片或更多片靠近地定位的材料熔化或接合在一起的处理的示例。在通常的钎焊和焊接处理中，填充物材料被熔化以至少部分地填充构件之间的间隙或空隙。可以利用各种用于熔化填充物材料的加热方法，包括使用激光。在汽车领域中，通常使用激光钎焊来连接外部车体面板并提供平滑的接头外观，同时保护构件的防腐蚀性质。

各种材料接合或密封处理(包括钎焊)可能在期望连续的缝焊、密封或钎焊区域中造成会影响接头的美观和/或性能特征的瑕疵或间隙。传统的缝焊和钎焊处理有许多缺点，包括难以识别沿着钎焊线的可能出现了问题或不合格的缝的地方。例如，传统的钎焊系统可以识别出现了不良或潜在的缺陷，但没有或只有最低限度的追踪或监测设备来具体地识别出现不良的地方。其结果是，传统处理经常不得不将车辆从生产线移出以进行人工检查，并且然后在将车辆重新插入到组装处理中之前，启动修复处理。这些缺点是耗时的、昂贵的，并且对于大量的组装设施而言是后勤上的挑战。

需要主动地监测接合处理的质量(例如缝焊或钎焊线)的设备和工艺。当检测到缝缺陷时，系统可以准确地识别出现问题的地方，因此可以对问题区域进行自动化检查和/或修复处理，例如自动再焊接或再钎焊。

发明内容

本文公开了如下的各种设备和方法的示例性实施例：该设备和方法用于自动地检测并记录沿着材料接合路径的在精整的接头中可能出现瑕疵的地方的定位以用于自动化修复。

在一个示例中，公开了用于接合或密封第一工件和第二工件的方法。该方法包括将填充头部或接合头部定位成与第一和第二工件之间的接合沿着预定的接头路径的接头对齐。头部可以选择性地沿着由接头限定的接合行进路径移动，并且可以沿着接头行进路径依次添加接头填充物材料。该方法进一步包括在接合头部沿着接头行进路径移动时测量填充的接头的表面几何形状，并识别表面几何形状中的至少一个特征。接头、缺陷和/或接合头部的几何坐标定位可以被储存在存储器中。例如，如果检测到不良或缺陷，缺陷或不良的定位被自动地识别和记录。可以生成修复路径，其包括接合路径的检测到不良的地方的定位。在一个示例中，处理自动地将设备返回到缺陷的地点以进行修复。在这些方法中，可以快速且准确地修复部分而不需要人工介入。

在一个示例中，连接到自动化设备的传感器扫描工件并检测填充材料的表面几何形状。该设备基于填充材料的表面几何形状识别接合路径的不良部分，并基于所识别的不良部分的定位生成修复接合路径。

在另一个示例中，该设备和方法进一步通过在包括接合路径的位置处投射跨工件的光线并检测光线的轮廓来感测沿着接合路径的钎焊接头质量，并识别和记录接合路径的接头质量不可接受的部分，其中接头质量通过轮廓来测量。生成修复路径，修复路径包括接合路径的接头质量不可接受的地方的定位，并且可以通过沿着修复路径将填充材料添加到第一工件与第二工件之间来修复接合路径。

在查看以下的描述和说明时，本领域的技术人员将认识到本文所公开的方法、系统和设备的这些和其它方面、特点、元素、实现和实施例中的变化。

附图说明

本文的描述参考附图，在附图中，相同的参考标号在多个图中指代相同的部分，并且其中：

图1是操作中的示例性接合系统的透视图；

图2是具有示例性传感器的接合系统的示例的透视图；

图3是示出用于与本发明的一个或多个示例一起使用的控制器的硬件配置的示例的框图；

图4是示例性传感器测量范围的示意图；

图5A和图5B是说明示例性传感器测量范围的接头的截面图；

图6A和图6B是从与本发明的一个示例一起使用的传感器获得的示例性测量的图示；

图7是图2的接合系统在沿着车辆轮廓线的接合路径的示例性应用中的侧示图；

图8A是图2的接合系统被沿着示例性修复路径使用的侧示图；

图8B是图8A的修复路径的部分的放大视图；

图9是用于检查和修复接头的示例性处理的流程图；

图10是具有经由转体(swivel)连接的传感器的接合系统的示例的透视图；