[发明专利]焊接时的光学图象扫描方法

说明书

本发明涉及一种焊接时的光学图象扫描方法，其中利用至少一个光束扫描待焊接件之间的开口缝区并通过反射光线的反射波跳跃表示出至少待焊接件边缘之一的基准棱的走向。

借助光束(如激光束)进行前述的光学图象扫描以便探测由待连接件构成的焊缝或焊口的焊接是众所周知的。在由此扩展使用的光交叉法中，在开口缝区即焊接部位区内的基准棱上产生了显示棱走向的反射波跳跃或光线高度突变(所谓的“棱突变”)，光线探头(如CCD摄像机)测到了这种突变并在光截面-光投影中显示并分析这种突变，从而可以使用户准确地跟踪焊缝或焊接轨迹。

但是，上述焊接时的光学图象扫描技术的主要缺点在于，射向焊接部位区域的光线(它们是由待焊接工件的待扫描棱区内的自变化表面形成情况和与其有关的不同光束反射条件决定的)或多或少地被强烈反射回来。例如，通过冲压形成的板部的顶棱被分成一个切割区和一个拆除区，它们由于表面结构的不同而也具有不同的反射性能。由于光线由此不均匀地反射，所以光线通常是无法辨认的或者所选的焊接部位基准棱的反射波跳跃通常是无法显示的或者是无法完全显示的。例如存在这样的危险，即图象处理装置没有将待连接件之间的真开口缝辨认为待焊接线，而是将一个冲压件顶棱的切割区和拆除区之间的分离线(当冲压件是其中一个待连接件时)视为待焊接线。

这意味着，在这样的其反射特性关于冲压面变化的冲压件(作为至少其中一个待焊接件)中，跟踪焊接部位用的基准棱丢失了，从而无法根据在这两个待焊接件之间的焊缝准确地布置焊接部位并无法保证这两个部件的整齐连接。

本发明的任务在于提出一种焊接时的光学扫描方法，它确保了沿待连接件的开口缝区准确且连续地跟踪棱并确保了与此相应精确地引导焊接部位，而且即使当至少其中一个待连接件是一个其顶棱指向扫描光束方向的冲压件时，情况也是如此。

根据本发明，在一种如权利要求1前序部分所述的光学扫描方法中如此完成了上述任务，即在焊接前，至少其中一个待焊接件的至少构成基准棱的边缘配有一个至少主要在所述边缘的长度和宽度至少基本上均匀地光反射的涂层。

通过至少基本上均匀反射的统一涂层在整个边缘宽度上强度一样地反射扫描光，可以可靠地测得并绘出在确定焊缝走向或焊接部位走向的基准棱上的反射波跳跃(边缘突变)。与此同时，确保了在缝区域内准确地跟踪棱并相应准确地引导焊接部位以及将待连接部件牢固地连接起来。

根据本发明的另一个特征，涂覆在包括基准棱的有关边缘上的光反射层是由一个染料层构成的，它最好可以是白色的、均匀彩色的或黑色的。

结合本发明详细描述本发明的一个实施例。其中：

图1以截面图示出了与加强板相连的汽车车身B支柱的局部示意图；

图2是图1的俯视图，但是它具有部分切去的色层。

在图1中以截面图示意地示出了汽车车身的B支柱1。B支柱1应该在顶缝位置上与加强板2相连。在通过加强板2和B支柱1侧面之间的缝开口形成的焊缝区3(开口缝区)上方由一个光源6如一个带有倍增光电投影镜组的半导体激光二极管。由照射表面反射的激光线在被选作基准棱4的顶缘棱或冲压边缘5上产生了反射波跳跃，利用CCD摄像机(未示出)测得反射波跳跃，在光截面光投影中描绘和分析反射波跳跃并在焊接时用于跟踪焊缝区(光交叉法)。

可以从图2所示的图1俯视图中看到加强板2冲压边缘5的不同表面形状。在图的下部分绘出了具有冲压后表面形状的冲压边缘5的表面。另外，对准B支柱1(在图中左侧)的表面部是一个具有比较粗的结构的冲压边缘5拆除区5b，它在图中右侧与一个具有平滑表面的切割区5a相连。由于此不同表面形状，由激光源6产生的激光线受到了不一样的反射，从而它不被视为透射光线且不可能看到反射波跳跃或者它不可能属于边缘突变。

在图中可以看到涂覆在加强板2冲压边缘5上的色层5c，它在整个冲压边缘的长度和宽度范围内且确切地说是与由冲压决定的原始(不规则)冲压边缘5表面形状无关地保证了均匀透射地反射激光线并进而保证了准确地绘出和辨认出在冲压边缘5的基准棱4上的激光线高度跃变。因此，在焊接过程中，不会丢失基准棱4并可以实现准确地跟踪棱并沿焊缝3引导焊接部位。由于在所述的光学图象扫描中只取决于冲压边缘5的激光线均匀反射，所以可以根据光源6强度自由选择色层和染料或其色彩的类型。