專利名稱：焊接機(jī)頭定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在沿并列部件之間形成的焊縫處焊接所述并列部件時(shí)的焊接機(jī)頭定位方法，其中借助一個(gè)探頭確定焊縫位置。
眾所周知的是，焊機(jī)的焊接機(jī)頭位置是如此控制的，利用一個(gè)探頭探測(cè)接觸線即待焊接部件之間的縫開口或焊縫并根據(jù)所測(cè)出的接觸線的原始位置引導(dǎo)焊接機(jī)頭，以便精確地將焊接部位疊置在這兩個(gè)并列工件之間的縫開口區(qū)域內(nèi)。
在利用光源如帶有倍增光帶投影鏡組的半導(dǎo)體激光二極管和探頭如CCD攝像機(jī)的并根據(jù)光截面法的光學(xué)圖形掃描中，縫開口區(qū)域是由在光截面-光投影中的反射光帶的反射躍變或高度突變表示的，當(dāng)疊置焊接部位時(shí)，根據(jù)所述高度突變引導(dǎo)并定位焊接機(jī)頭。為了根據(jù)光截面-光投影中的高度突變來跟蹤焊接部位區(qū)域，例如需要準(zhǔn)確地辨認(rèn)出如共五條光線中的至少三個(gè)高度突變。否則的話，不會(huì)辨認(rèn)出或找不到焊接部位。但是，由于待焊接部件的位置因尺寸偏差而不總是保持一致且縫寬在焊接時(shí)通常較小(其在激光焊或電流焊中在無填充料的情況下可能小于0.2mm)，所以在工業(yè)實(shí)踐中經(jīng)常難于在光投影中顯示出反射躍變(高度突變)且難于辨認(rèn)出待連接部件之間的接觸縫隙。由此出現(xiàn)了不準(zhǔn)確的焊接機(jī)頭定位，從而可能不精確地沿焊縫開口疊置焊接部位或者焊接部位可能“找不到”。
本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種通過利用探頭探測(cè)并列部件的縫開口區(qū)的方式定位焊接機(jī)頭的方法，此方法至少盡可能與尺寸偏差無關(guān)地確保了沿焊縫準(zhǔn)確地形成焊接部位。
根據(jù)本發(fā)明，在一種如權(quán)利要求1前序部分所述的方法中由此完成了上述任務(wù)，即利用探頭探測(cè)有待焊接在一起的部件中的一個(gè)部件的且遠(yuǎn)離焊縫的自由棱，在焊縫和該部件的所測(cè)自由棱之間的事先測(cè)定的間距內(nèi)相對(duì)焊縫錯(cuò)位地引導(dǎo)并定位焊接機(jī)頭。
這樣一來，至少可以盡可能與帶連接件和尺寸偏差和位置偏差無關(guān)地?zé)o誤差測(cè)定焊接部位所處的焊縫位置和/或通過探測(cè)和計(jì)算無誤差地計(jì)算出很小的縫寬，而且隨后準(zhǔn)確地定位焊接機(jī)頭或焊接流。由焊縫位置不可辨認(rèn)造成的焊接缺陷在這里不出現(xiàn)或者至少幾乎不出現(xiàn)。確保了產(chǎn)生第一流的牢固的焊接接頭。
本發(fā)明的應(yīng)用最好在基于流束能量的焊接方法中實(shí)現(xiàn)，其中焊縫因無需焊接填充料而特別窄，而為了探測(cè)自由棱，通過根據(jù)光截面法的反射光線高度突變(反射躍變)并利用用于表示有關(guān)棱的光帶進(jìn)行光學(xué)圖形掃描。
此方法可有利地用在車輛安裝且尤其是汽車車體安裝中。在權(quán)利要求書和以下對(duì)一個(gè)實(shí)施例的描述中進(jìn)一步給出了本發(fā)明的優(yōu)選特征、適當(dāng)?shù)男薷暮蛢?yōu)點(diǎn)。
結(jié)合本發(fā)明詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。其中

圖1以在焊接位置區(qū)域內(nèi)的截面圖示出了兩個(gè)待連接的并列板件的局部視圖；圖2、3分別示出了圖1所示的視圖，其中因尺寸偏差而不同地相對(duì)定位板件棱部區(qū)域。
根據(jù)圖1-圖3所示，汽車車體的B支柱1可以配有一塊加強(qiáng)板2，因此在B支柱1和相鄰的加強(qiáng)板2之間的焊縫5區(qū)域內(nèi)通過激光焊而在頂焊位置上產(chǎn)生了焊接接頭。加強(qiáng)板2的上棱如圖1-圖3所示的那樣因允許的尺寸偏差而位于與B支柱1的上棱不同的高度上。焊縫5的寬度即B支柱和加強(qiáng)板之間的距離約為0.2mm。
焊縫5位置的探測(cè)是借助一個(gè)與一個(gè)激光散光源相連CCD攝像機(jī)4實(shí)現(xiàn)的，所示攝像機(jī)瞄準(zhǔn)加強(qiáng)板2的自由棱即圖中示出的右棱2a。與可從圖中看到的位置偏差無關(guān)地，在焊縫5區(qū)域內(nèi)可以總是準(zhǔn)確地跟蹤棱2a，并且可以在一個(gè)在任何光掃描時(shí)刻對(duì)應(yīng)于所有疊置光帶-激光輻射線的光截面-光投影中清楚看到并探測(cè)到表示棱曲線的反射激光線的高度突變。以加強(qiáng)板厚“a”的距離偏離自由棱2a地校準(zhǔn)焊接機(jī)頭或相應(yīng)的焊接流，或者以對(duì)應(yīng)于棱2a的光截面-光投影中的高度突變量而相對(duì)B支柱1錯(cuò)位地校準(zhǔn)焊接機(jī)頭3或相應(yīng)的焊接流。由此準(zhǔn)確地沿焊縫5引入焊接機(jī)頭的能量流，從而盡管存在的尺寸允許偏差，仍然可以實(shí)現(xiàn)將B支柱完美無缺地與加強(qiáng)板2焊接在一起。
權(quán)利要求
1．一種在沿并列部件之間形成的焊縫焊接所述并列部件時(shí)用于定位焊接機(jī)頭的方法，其中借助一個(gè)探頭確定焊縫位置，其特征在于，利用探頭(4)探測(cè)有待焊接在一起的部件(1,2)中的一個(gè)部件的且遠(yuǎn)離焊縫(5)的自由棱(2a)，在焊縫(5)和該部件的所測(cè)自由棱(2)之間的事先測(cè)定的間距(a)內(nèi)相對(duì)焊縫錯(cuò)位地引導(dǎo)并定位焊接機(jī)頭(3)。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過流束能量實(shí)現(xiàn)焊接并確定焊接機(jī)頭的相應(yīng)能量流束的位置。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，能量流束是激光束和/或電流。
4．如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，遠(yuǎn)離焊縫(5)開口的棱(2a)的探測(cè)是以光截面法利用一個(gè)發(fā)射光線的光源和一個(gè)探頭而通過光學(xué)圖形掃描實(shí)現(xiàn)的，自由棱(2a)在一個(gè)光截面-投影圖中被表示為光線的高度突變。
5．如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，待焊接部件是由扁平的并列板件構(gòu)成的，其中自由棱(2a)是一個(gè)板件的外側(cè)棱，所測(cè)棱的焊接機(jī)頭離開焊縫定位的錯(cuò)位間距(a)是由板件厚度決定的。
全文摘要
在一種在沿并列部件之間形成的焊縫焊接所述并列部件時(shí)用于定位焊接機(jī)頭的方法中,借助探頭探測(cè)兩個(gè)待焊接部件中的一個(gè)部件的且遠(yuǎn)離焊縫的自由棱,在焊縫和該部件的所測(cè)自由棱之間的事先測(cè)定的間距內(nèi)相對(duì)焊縫錯(cuò)位地引導(dǎo)并定位焊接機(jī)頭。由此可以與待焊接部件間的位置偏差無關(guān)地沿焊縫精確地疊置焊接部位。
文檔編號(hào)B23K15/00GK1234315SQ9910583
公開日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1999年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月9日
發(fā)明者M·米施克 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司