專利名稱：焊接時的光學圖象掃描方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種焊接時的光學圖象掃描方法，其中利用至少一個光束掃描待焊接件之間的開口縫區(qū)并通過反射光線的反射波跳躍表示出至少待焊接件邊緣之一的基準棱的走向。
借助光束(如激光束)進行前述的光學圖象掃描以便探測由待連接件構成的焊縫或焊口的焊接是眾所周知的。在由此擴展使用的光交叉法中，在開口縫區(qū)即焊接部位區(qū)內(nèi)的基準棱上產(chǎn)生了顯示棱走向的反射波跳躍或光線高度突變(所謂的“棱突變”)，光線探頭(如CCD攝像機)測到了這種突變并在光截面-光投影中顯示并分析這種突變，從而可以使用戶準確地跟蹤焊縫或焊接軌跡。
但是，上述焊接時的光學圖象掃描技術的主要缺點在于，射向焊接部位區(qū)域的光線(它們是由待焊接工件的待掃描棱區(qū)內(nèi)的自變化表面形成情況和與其有關的不同光束反射條件決定的)或多或少地被強烈反射回來。例如，通過沖壓形成的板部的頂棱被分成一個切割區(qū)和一個拆除區(qū)，它們由于表面結構的不同而也具有不同的反射性能。由于光線由此不均勻地反射，所以光線通常是無法辨認的或者所選的焊接部位基準棱的反射波跳躍通常是無法顯示的或者是無法完全顯示的。例如存在這樣的危險，即圖象處理裝置沒有將待連接件之間的真開口縫辨認為待焊接線，而是將一個沖壓件頂棱的切割區(qū)和拆除區(qū)之間的分離線(當沖壓件是其中一個待連接件時)視為待焊接線。
這意味著，在這樣的其反射特性關于沖壓面變化的沖壓件(作為至少其中一個待焊接件)中，跟蹤焊接部位用的基準棱丟失了，從而無法根據(jù)在這兩個待焊接件之間的焊縫準確地布置焊接部位并無法保證這兩個部件的整齊連接。
本發(fā)明的任務在于提出一種焊接時的光學掃描方法，它確保了沿待連接件的開口縫區(qū)準確且連續(xù)地跟蹤棱并確保了與此相應精確地引導焊接部位，而且即使當至少其中一個待連接件是一個其頂棱指向掃描光束方向的沖壓件時，情況也是如此。
根據(jù)本發(fā)明，在一種如權利要求1前序部分所述的光學掃描方法中如此完成了上述任務，即在焊接前，至少其中一個待焊接件的至少構成基準棱的邊緣配有一個至少主要在所述邊緣的長度和寬度至少基本上均勻地光反射的涂層。
通過至少基本上均勻反射的統(tǒng)一涂層在整個邊緣寬度上強度一樣地反射掃描光，可以可靠地測得并繪出在確定焊縫走向或焊接部位走向的基準棱上的反射波跳躍(邊緣突變)。與此同時，確保了在縫區(qū)域內(nèi)準確地跟蹤棱并相應準確地引導焊接部位以及將待連接部件牢固地連接起來。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，涂覆在包括基準棱的有關邊緣上的光反射層是由一個染料層構成的，它最好可以是白色的、均勻彩色的或黑色的。
結合本發(fā)明詳細描述本發(fā)明的一個實施例。其中

圖1以截面圖示出了與加強板相連的汽車車身B支柱的局部示意圖；圖2是圖1的俯視圖，但是它具有部分切去的色層。
在圖1中以截面圖示意地示出了汽車車身的B支柱1。B支柱1應該在頂縫位置上與加強板2相連。在通過加強板2和B支柱1側面之間的縫開口形成的焊縫區(qū)3(開口縫區(qū))上方由一個光源6如一個帶有倍增光電投影鏡組的半導體激光二極管。由照射表面反射的激光線在被選作基準棱4的頂緣棱或沖壓邊緣5上產(chǎn)生了反射波跳躍，利用CCD攝像機(未示出)測得反射波跳躍，在光截面光投影中描繪和分析反射波跳躍并在焊接時用于跟蹤焊縫區(qū)(光交叉法)。
可以從圖2所示的圖1俯視圖中看到加強板2沖壓邊緣5的不同表面形狀。在圖的下部分繪出了具有沖壓后表面形狀的沖壓邊緣5的表面。另外，對準B支柱1(在圖中左側)的表面部是一個具有比較粗的結構的沖壓邊緣5拆除區(qū)5b，它在圖中右側與一個具有平滑表面的切割區(qū)5a相連。由于此不同表面形狀，由激光源6產(chǎn)生的激光線受到了不一樣的反射，從而它不被視為透射光線且不可能看到反射波跳躍或者它不可能屬于邊緣突變。
在圖中可以看到涂覆在加強板2沖壓邊緣5上的色層5c，它在整個沖壓邊緣的長度和寬度范圍內(nèi)且確切地說是與由沖壓決定的原始(不規(guī)則)沖壓邊緣5表面形狀無關地保證了均勻透射地反射激光線并進而保證了準確地繪出和辨認出在沖壓邊緣5的基準棱4上的激光線高度躍變。因此，在焊接過程中，不會丟失基準棱4并可以實現(xiàn)準確地跟蹤棱并沿焊縫3引導焊接部位。由于在所述的光學圖象掃描中只取決于沖壓邊緣5的激光線均勻反射，所以可以根據(jù)光源6強度自由選擇色層和染料或其色彩的類型。
權利要求
1．一種焊接時的光學圖象掃描方法，其中利用至少一個光束掃描待焊接件之間的開口縫區(qū)，并通過反射光線的反射波跳躍顯示出待焊接件的至少其中一個邊緣的基準棱的走向，其特征在于，在焊接前，至少其中一個待焊接件(1,2)的至少構成基準棱(4)的邊緣(5)涂覆有一個至少主要在所述邊緣(5)的長度和寬度至少基本上均勻地光反射的涂層。
2．加權利要求1所述的方法，其特征在于，在邊緣(5)上，作為光反射層地涂覆有一個色層(5c)。
3．如權利要求2所述的方法，其特征在于，色層(5c)是白色、均勻彩色或黑色的。
全文摘要
在一種焊接時的光學圖象掃描方法中,如此隨時通過在一個基準棱(4)上的反射光線反射波跳躍顯示出待焊接件(1,2)之間的開口縫區(qū)(3)的走向,即在焊接前,在與基準棱(4)相連的至少其中一個部件的邊緣(5)上涂覆上一個至少基本上均勻光反射的涂層(5c)。由此可以準確地顯示和跟蹤焊縫(3)處的棱走向,而且確保了精確連續(xù)地引導焊接部位。
文檔編號B23K31/02GK1236900SQ9910624
公開日1999年12月1日 申請日期1999年4月27日 優(yōu)先權日1998年4月27日
發(fā)明者M·哈斯特, H·格魯斯 申請人:大眾汽車有限公司