专利名称：用于激光接合板件的方法和设备的制作方法
用于激光接合板件的方法和设备本发明涉及ー种通过激光将板件与凸缘、具体与车身部件接合的方法和设备。为了接合，尤其为了激光接合，要接合的板件可设有凸缘，亦即有角度的边缘。以此方式，可以制成连接凸缘，其中要连接的板件的凸缘彼此邻接，从而形成具有凸缘平面的接头。在车身工程中，长期以来已建立了在搭接接头中I接缝的激光焊接。例如，根据该原理，在车门入口处或沿顶盖边缘制造焊缝。在此，与固定或移动夹紧系统相结合，通常使用所谓的“飞行光路(flying optics)”。方法的特定修改g在影响用于防腐层的蒸发锌的除气条件，以便提高焊缝质量。在这里为示例起见仅提及几种方法。文献DE 10 2004 044601 Al公开了ー种方法，其中为了提高焊接质量，通过移动夹紧元件的针对性布置，使搭接中的板变形，从而造成ー个除气间隙。在非直线的接缝中，例如在车门角的半径上，难以生产限定的间隙。采用本方法不能控制多个接头。文献DE 102 48955 B3公开了ー种方法，在该方法中使用两个激光束，一个来自上方，而另ー个来自下方，借助与除气设备有关的移动夹紧技术，可以接合三块板件。文献DE 10 2004 041502 Al公开了ー种方法，其中通过调整激光束稳定蒸汽毛细管并达到更好的焊接效果。在这里大致通过依据经验的方式来确定所需要的调整特性，这在针对具体部件确定调整參数时需要ー些努力。为避免搭接接头中I接缝的缺点，在搭接接头上往往采用角焊缝。具体地，通过在搭接区域中板件的特定布置，可以改善除气。DE 102 61507 Al公开了ー种方法，其中搭接的板件在焊缝的范围内以锐角彼此相交，并且在板件中ー个的弯曲的区域或其附近，焊缝被制成角焊缝。为了针对制造角焊缝在激光光斑相对于接头定位时达到要求的精度，在DE100 06852 C5中描述了ー种方法，其中钎料以线材的形式被用作机械传感元件，并且在能量射束处熔脱的线端粘着地(nonpositively)沿材料表面被引导。在车身制造中板件凸缘连接物的接合期间，射束方向垂直于或基本上垂直于凸缘平面，即射束横向穿过要接合的板件。若在通过激光接合板件期间，例如使用在车门入口或车门槛上移动的夹紧系统，则激光束的取向因此平行或基本上平行于夹紧或压紧系统的カ作用方向。在这里，通常的角度为0°至15°，最大角为20°。在车身制造中的焊接板件的已知方法有缺点。由于锌的析出，搭接接头中I接缝经常使用的激光焊其特征往往在于降低的焊缝质量。在这类接缝中，通过非破坏性的手段检测接头缺陷是困难的或不可能的。表面上看是完美的接缝可能有接头缺陷。这种危险在搭接接头中的I接缝之中特别大。接头截面受限制，尤其在接合多个板件的情况下焊缝熔深较少能重现。全熔透的焊接引起板件后表面上的锌层的损坏。由于激光光斑相对于部件实际上有限的定位精度以及限定的接头间隙的必要的維持，所以凸缘尺寸比较大。与之相比，由于锌蒸汽除气的较大的可能性，在搭接接头上继续广泛使用的角焊缝能够以更高的质量制成。与此同时，可以视觉检查两个待接合产品的焊缝连接。然而，由于激光光斑没有足够的定位精度，这类接缝往往需要接缝导向系统。为了増大接头截面，还经常使用钎料。接头截面不能超过上部板件的材料厚度。由于需要有相对于部件的焊接角，夹紧系统必须保证适当的可接近性，这往往只有与比较大的凸缘尺寸有关才可能。考虑到汽车工程中力求的减小质量和节省燃料，不希望采用这些比较大的板件凸缘。本发明的目的是提供ー种通过激光将板件与凸缘、具体与车身部件接合的可能性，藉此通过正面深熔焊接到例如车身的车门入口上的搭接接头中，可以提高焊缝强度并改进生产，使得可以缩短凸缘长度。根据本发明，一方面通过ー种用于激光接合板件的方法另一方面通过ー种用于激光接合板件的设备而实现该目的。根据本发明的用于激光接合板件的方法，每个板件都具有凸缘，其中板件的凸缘将与连接凸缘接合，包括以下方法步骤在连接凸缘的区域中在横向于连接凸缘延伸的主夹紧方向上夹紧板件，以及同时，通过激光束的定位在连接凸缘上正面深熔焊接在要接合的板件的凸缘中的至少ー个的前侧上，使得激光束基本上平行于连接凸缘且横向于主夹紧方向，其中，在主夹紧方向上和/或在间隔方向上，加工点沿着连接凸缘在相对于要接合的板件的焊接运动中延伸。根据本发明的用于激光接合板件的设备，每个板件都具有凸缘，该设备包括-夹紧装置，用于在横向于连接凸缘延伸的夹紧方向上夹紧要接合的板件，以及-用于激光束的射束导向装置，其配置为基本上平行于连接凸缘且横向于夹紧方向朝着要接合的板件的凸缘中的至少ー个的前侧引导激光束。该设备还包括补偿轴，当设备连接至导向机器时补偿轴按照连接凸缘与导向机器之间的相对运动跟踪激光束。补偿轴是可以机械地以及光学地执行的补偿机构。根据机械的实施方式，补偿轴通过光学部件与导向机器之间的可移动连接而实现。根据光学的实施方式，补偿轴通过借助诸如反射镜或透镜的可移动光学元件来引导焊缝而实现。根据ー个实施方式，设备的使夹紧装置及加工点共同移动的部分借助至少ー个补偿轴与紧固至导向机器的部分接合，在加工点处激光束命中连接凸缘。使用这种设备，凸缘(如果要接合的板件可接合至连接凸缘)以及板件在由它们的互相邻接的凸缘构成的接头区域中可接合在一起。在汽车制造中为了减小质量，使用高強度的和极高强度的材料需要増大焊缝的接头截面，这是由于接头处的强度降低。根据本发明的方法可以基于更恰当的焊缝几何形状，以便维持相同的板件厚度的同时增大接头截面，并且构造焊缝使得可以检查焊缝。由于更恰当的布置，加工及夹紧系统可以配置为使得最小的凸缘尺寸可被执行。同时，通过该方法的特定布置，可以在一道エ序中进行具有多个板件的接头的交替焊接，并不增加加工时间，这在特别可靠和有成本效益的焊接方案的执行过程中提供附加的自由度。本发明基于的认识是，尤其在车身制造中可改进在激光接合板件与凸缘期间的焊缝强度和生产，通过进行焊接以及同时使用移动夹紧系统可同时地制成更短的凸缘，其中激光束平行于或基本上平行于接头平面，板件的边缘对齐或基本对齐，其中移动夹紧系统设置在加工头部以及集成的焊缝导向装置中，这在车身制造中当在车门入口或车窗ロ焊接凸缘连接时是特别有利的。优选地，补偿机构具有修正定位误差的补偿轴以及用于跟踪接口走向的装置。定位误差可例如由使整个设备运动的导向装置引起。因此通过例如エ业机器人的导向装置无需绝对准确地定位。优选地，夹紧装置具有当设备运行时抓紧要接合的板件并连接至射束导向装置以产生触觉式焊缝导向的夹紧装置。在这种情况下夹紧装置具有双重功能，即ー方面在要建立的连接凸缘的区域中夹紧要接合的板件，而另一方面它们用于引导激光束。为此，夹紧装置间接或直接地、尤其机械地连接至射束导向装置。替代地或另外地，设备可具有用于光学焊缝导向的装置。在这种情况下，设备优选地具有与激光束同轴的接收射束路径以及与之关联的内部或外部光照単元。特别优选的设备具有与接收射束路径关联的两个独立光照単元。优选地，射束导向装置具有至少ー个偏转件，用于使激光束在夹紧元件的主夹紧方向上偏转，以便能在夹紧元件的主夹紧方向上跟踪加工点，在加工点处激光束命中要接合的板件。优选地，偏转件包括至少ー个旋转驱动的反射镜，用于跟踪加工点。优选地，具有至少ー个偏转件的实施方式实施有同轴的接收射束路径以及一个或两个与之关联的光照単元。此外有利的是，射束导向装置具有影响射束角的至少ー个光学元件，激光束在垂直于主夹紧方向F的平面上以该射束角延伸，使得可以在可能的加工点的区域中实现不同射束角之间的转换。在这方面特别优选的是，射束导向装置具有ー个或多个反射镜，它们布置为使得可以在可能的加工点的区域中实现不同射束角之间的转换。在这里优选的是，将两个或更多个反射镜布置为使得在不同射束角之间转换时造成激光束从聚焦透镜到加工点大体等长的光路。此外，在需要时不同的光路长度还可通过移动聚焦透镜或其他光学元件来补偿。 在这里应指出，射束角对应于下面描述的示例中指出的横向角。根据ー个有利实施方式，夹紧装置可包括至少两个浮动的张紧轮，或替代地包括压辊。就方法而言优选的是，基本上平行于凸缘平面且基本上垂直于在夹紧时作用的夹紧カF的方向来进行深熔焊接。在这里，在射束与凸缘平面之间的角度可以在正负60度的范围内。优选地，此角度在正负45度的范围内。特别优选地，此角度在15度与负15度之间。优选地，在相对于要接合的板件的焊缝导向运动中沿连接凸缘引导激光束，同时在至少ー个空间方向上并且以在焊缝导向运动上叠加的方式进行加工点的位置的定位调整，在加工点处激光束命中要接合的板件。此外，优选地提供给对加工点的位置的调整，在加工点处激光束命中要接合的板件，基于由传感器测量的接头几何形状来进行所述的调整。现在，将參考附图在示例实施方式的基础上进ー步详细地说明本发明。
图1示出了在搭接接头上作为两板件接头的端面焊缝的示意图；图2示出了用端面熔透焊缝作为三板件接头的搭接接头；图3示出了来自图2的搭接接头的顶视图；图4示出了用端面熔透焊缝作为两板件接头的搭接接头，其中右板件相对于加工点移位；
图5示出了用于在搭接接头上端面焊接的设备，其中张紧轮同时扫描部件的横向位置并且通过集成的补偿轴来实施补偿运动；图6示出了用于在搭接接头上端面焊接的替代设备，具有浮动的相互平衡的张紧轮，该张紧轮履行与可自动定位的反射镜相连的补偿轴的功能；图7详细示出了图6所示实施方式的光照；以及图8示出了用于利用两个附加反射镜横向倾斜地交替深熔焊接的优选实施方式。根据示意图(图1)，进行在搭接接头上作为双板件连接的端面焊缝。激光束I在计划的加工点4上命中两块要接合的板件，每个板件均设有凸缘，加工点4通常处于两块板件2的接头上，其中要接合的板件的两个凸缘彼此邻接。作为夹紧设备一部分的夹紧装置5施加横向于凸缘2分界面的力。由于激光束I的作用，在紧压在一起的凸缘之间形成焊缝3，其特征在于比较大的接头截面。与现有技术不同，相互作用的力偶的主夹紧方向F(亦即夹紧力作用方向)基本上垂直于凸缘2的分界面延伸。接头可体现为连续连接或缝焊(stitch weld)。激光束I到加工点4上的精确取向借助设备进行。设备的一部分与例如エ业机器人的导向装置固定连接，而其他部分可相对于导向装置运动并由此使设备引导焊缝。由于定位精度上设置的苛求要求，焊缝导向是必需的。在根据本发明的设备中，这可以机械式以及触觉式地借助与集成的补偿轴相连的集成的机械式或光学式接缝引导件被完成。补偿轴可补偿设备与要接合的板件由通过导向装置和/或要接合的板件在定位上不准确引起的相对于彼此的定位误差，由此防止损坏导向装置、部件或设备。在最简单的情况下，通过接合例如射束导向光学器件的射束导向装置，以及通过与夹紧装置机械接合或通过其他手段，激光束I的定位经由夹紧装置5进行，使得夹紧装置的偏转促使激光束相应地偏转。以这种方式，至少横向焊缝引导件(沿Y方向，见图5)是可行的，这通常足矣。如果利用两个补偿轴以及夹紧装置的匹配设计来适当地组装设备，则焊缝引导件在间隔方向上(沿Z方向，见图5)也将是可行的。与至少ー个可控式补偿轴相连的光学焊缝引导件允许独立地非接触式扫描夹紧装置相对于加工点的位置的接头方位。与此同时，在加工操作期间使用可控式补偿轴时可以改变激光束的位置，并使其适于加工条件。此外，例如借助光缝法的光学式焊缝导向传感器技术允许測量接头间隙，并在需要时调整加工參数。图2示出了具有端面熔透焊缝采用三板件连接形式的搭接接头。其优选地体现为缝焊，因为在左接头的焊接间歇中，右接头的焊接(虚线)可以进行。通过激光束I在两个加工位置4、4'之间的快速转换，连续的相对运动可用作设备的借助导向装置产生的在加エ头部与部件之间的整体运动。在根据本发明的适当的设计中，可控式补偿轴可另外用于转换激光束。图3中所示的是来自图2的三板件连接的顶视图。焊缝相对于彼此交错。加工位置之间的转换时间导致缝迹之间的间隙。该原理还可用于焊接四层或更多层的板件金属，因为激光束有能力进入并且接头实际上可以同时被激光束扫过。在这里，移动夹紧装置5也促使板件2压紧在一起。焊缝导向借助集成的光学焊缝引导件进行，光学焊缝引导件与集成在设备中的至少ー个补偿轴相连。将激光光斑的尺寸减小至板件厚度的一半左右会构成良好的机会，用于使锌烧损最小化并保持腐蚀保护，同时通过较大的焊缝熔深来提高强度。这种小的激光光斑需要使用焊缝导向，却引起较少的加工热以及较少的由此产生的翘曲、所需激光功率的降低以及在接头截面相同或甚至更大的情况下加工速度的増加。移动夹紧技术是必需的，以便保证部件的接触以及使焊缝崩塌最小化。同时，可以取消固定式夹紧系统。在接头区域中与所谓的锁孔(Keyhole)接合期间，前侧的深熔焊接可以扫描相邻的板件的锌层，使得任意锌蒸汽能无阻碍地流走，大部分向上通过所谓的锁孔。避免诸如在具有零间隙的搭接接头上的I接缝中发现的那些飞溅。因此，可以取消昂贵的除气支撑装置。图4示出了具有端面熔透焊缝采用两板件连接形式的搭接接头，其中右板件相对于加工点4错开。在板件没有相互对齐地结合并且因此没有形成公共端面的情况下，可有意识地调节形成与突出的板件偏离的横向角6，如图4中的剖面图所示。这可以避免激光束被板件2'的搭接部分遮蔽，尽管如此仍能在接头的基部处达到要求的接头截面。这也可以应用至多板件连接。下面描述根据本发明的设备的各种示例实施方式。图5示出了一种实施方式，其中采用张紧装置形式的张紧轮和部分夹紧装置同时扫描要接合的板件的凸缘的横向位置，并且集成的补偿轴进行补偿运动。图6示出了另ー实施方式，其中相互平衡的张紧轮的浮动安装件履行与可自动定位的反射镜相连的补偿轴的功能。图7详细示出了图6中所描述的实施方式的光照。针对右图是从正面观察，而针对左图是从侧面观察。图8示出了用于利用两个附加反射镜横向倾斜地交互深熔焊接的另ー优选实施方式，每个反射镜实现激光束以不同的到达角从聚焦线到加工点大体相同的光路。在图5中描述了本发明的一种可行的实施方式。激光束借助玻璃纤维经由纤维插头10被供给至设备，并通过透镜11校准。替代地，射束供给可经由自由射束而进行，而透镜由其他射束成形元件代替，诸如反射镜。设备的包括射束供给的部分借助安装凸缘12与例如エ业机器人的导向装置固定地连接。设备的主要携带聚焦装置和夹紧装置的部分借助补偿轴9与附接至导向装置的部分连接。补偿轴9优选地含有加载弹簧的稳定的中间位置。已校准的激光束同轴地穿过补偿轴9。因此，可运动安装部分的转移并不影响激光束的聚焦特性。在这一可行的实施方式中，聚焦装置包括第二聚焦透镜13。聚焦的激光束I命中可调节反射镜14，并且从那里偏转至位于横向夹紧板件的滚轮状夹紧装置5之间的接头。夹紧装置可以体现为滚轮、气缸甚或指夹。夹紧装置5对称地附接至夹紧的张紧臂15。夹紧カ借助气动式夹紧致动器16经由强迫导向装置17和张紧臂15对称地传给夹紧装置5。替代地，这例如也可以借助液压或电动致动器完成。夹紧装置的对称运动使激光束集中在要接合的板件的凸缘2之间。根据加工操作，可调节反射镜14用于调整激光束相对于加工点4的位置。由要接合的板件构成的部件的变动的位置沿Y方向由补偿轴9通过设备的相对于导向装置可移动安装的部件的直线移动进行补偿。替代地，为此也可以考虑旋转的补偿轴。在这里，接头的监控借助夹紧装置5经由凸缘几何形状的对称机械扫描来间接地完成，同时考虑形成凸缘的板件2的材料厚度。在部件内的板件的变动厚度或多个连接物通过这种简单的机械设备不能接合，或只能有限程度地接合。在此有益的是，给可调节反射镜14配备至少一个致动器，并借助适用的控制装置使其成为可定位的反射镜，以便在多个连接物的情况下能在接头之间自动转换，或在不同板件厚度的情况下能适应板件厚度而变换加工点。图6示出了另ー优选实施方式，其中具有相互平衡夹紧装置的张紧臂的浮动安装件履行与可自动定位的反射镜相连的补偿轴的功能，并且其中焊缝导向借助集成在加工头部中的光学传感器进行，而不是通过滚轮的机械传感进行。替代地，也可以使用超前常规的光学式焊缝导向传感器，其中集成的传感器提供的优势在于，补偿可定位的倾斜反射镜的定位误差，这是由于工作的激光束和传感器射束路径被发送在一起并同轴延伸。同吋，改善部件的可接近性，并改善对它的保护免受污染。图5所示实施方式的机械式强迫导向被控制工程的强迫导向(control-engineered positive guide)取代,其也易于提供在加工期间激光光斑的改变位置的可能性。激光射线经由纤维插头10被供给设备，借助校准透镜11被校准，途经对激光束I高反射的半反射反射镜25上到达聚焦透镜13,并途经倾斜反射镜18上到达加工点4。倾斜反射镜18有动カ的精确的定位驱动器24。夹紧装置5紧固至张紧臂15，在该示例实施方式中，张紧臂15浮动安装在旋转的补偿轴9上。由气动式夹紧致动器16产生的夹紧カ经由张紧臂15对称地传给夹紧装置5和要接合的板件2。相对于激光束I优选地成15至35度角从光照装置19射出的光照射束路径20用于在加工点4附近的部件的表面上产生线投影21。线投影単独详细地示出在图7中，右侧是从正面观察，而左侧是从侧面观察。线投影21的入射发生在在加工点4前沿加工方向23行进的接收射束路径22的可视范围内。从部件漫散射的光投射为经过基本上与激光束I同轴的接收射束路径22，经过可定位的倾斜反射镜18，通过聚焦透镜13、半反射反射镜25以及成像透镜26，并投射在图像传感器27上。在图像处理单元28中进行所谓的光缝的图像分析以及換算为传感器位置值。具有线投影21的光照単元19与成像透镜26、图像传感器27和图像处理单元28 —起构成集成的光学式焊缝导向传感器。激光束相对于光缝图像的位置可以校准，并且由于同轴原理在倾斜反射镜18运动时不改变。基于倾斜反射镜18的反射镜位置的偏移以及光缝的测量值，在控制单元29中计算加工点4沿横向和间隙方向的位置。同吋，控制单元29通过定位倾斜反射镜来执行位置控制以监控焊缝，使得加工射束的校准位置与被测量的接头几何形状的目标位置重合。基于规划的导向轨迹偏离部件几何形状所造成的横向位置偏离通过补偿轴9的浮动安装件以及集成的焊缝导向传感器借助倾斜反射镜18进行补偿。一定的強迫导向也出现在这里。控制单元29还可以将倾斜反射镜18定位为使得激光束能以偏移量沿着接头被引导。设备功能的活化、反馈和參数化经由控制単元29的所设置的外部接ロ 30实现。诸如防护玻璃和交叉喷射(crossjet)的防护机构没有示出，但被认为用于适合エ业需求的执行条件。图7示出了特别优选的实施方式，它的基本功能原理与图6中的实施方式相同。另夕卜，两个反射镜31a和31b布置为使得激光束能相对于凸缘平面以两个不同的角度照在部件上。在三板件连接的该示例中，外板件是相对于内板件2搭接的两块板件2'、2"。在这里，与图6中描述的实施方式相比，定位驱动器24不仅为了焊缝监控用作用于焦点修正的致动器，而且用作转换器，用于在到达角变换的同时处理内板件2与左搭接板件2'的连接以及内板件2与右搭接板件2"的连接。为了避免对加工有害的遮蔽，激光束(还如图4中示出的)必须每次远离搭接在接头上的板件以ー横向角照在部件上。为了解决此问题，两个附加的反射镜布置在该实施方式中，使得一个转向反射镜31a使从在位置A的倾斜反射镜18a发出的激光束Ia朝在左外板件2'与内板件2之间连接的位置A的加工点4a转向，并且使得另ー个转向反射镜31b使从在位置B的倾斜反射镜18b发出的激光束Ib朝在右外板件2"与内板件2之间连接的位置B的加工点4b转向。在这里，从对加工操作没有影响的区域的意义上来说，总体布置构成为使得激光束Ia和Ib的光路在聚焦透镜13与各自加工点4a和4b之间近似相同。若为了加工需要更多个到达角，则类似地也可以使用更多个反射镜。具有线投影21的光照単元19与成像透镜26、图像传感器27和图像处理单元28 一起包括集成的光学式焊缝导向传感器，经由在各自位置中的倾斜反射镜18a和18b以及成像透镜26，位置A的加工点4a的线投影21的图像通过ー个反射镜31a被再现并且位置B的加工点4b的线投影21的图像通过另ー个反射镜31b被再现回到图像传感器27上。替代地，也可以布置多于ー个光照単元。有效的光照及接收射束路径必须共同校准。在不同的加工状况下，例如设备相对于部件取向时，多个光照単元可作用为与同轴的射束路径相连的独立的传感器，从而可以实现接头的更好的光照，或可以避免被搭接的板件过度遮蔽。另外，设备的该实施方式配备有用于沿射束方向移动激光焦点的装置。为此，聚焦透镜 13布置为经由相应的聚焦驱动器32通过控制単元29可移动且可定位。替代地，为此其他元件也可用在光学系统中，以便沿射束方向影响焦点位置。聚焦驱动器32还可以使射束光斑尺寸与加工或接头间隙相适应。此外，定位驱动器24可用于调整横向位置。在驱动器的双轴式实施方式中，或使用另ー反射镜时，还可以沿运行方向调整。这实现了与涂层和加工相适应的运动叠加。附图标号列表I激光束Ia位置A的激光束Ib位置B的激光束2板件2'、2" 搭接的板件3焊缝4、4' 加工点4a位置A的加工点4b位置B的加工点5夹紧装置6横向角7机械式焊缝导向装置8光学式焊缝导向传感器9补偿轴10纤维插头11校准透镜12安装凸缘13聚焦透镜
14可调节反射镜15张紧臂16夹紧致动器17强迫导向装置18倾斜反射镜18a位置A的倾斜反射镜18b位置B的倾斜反射镜19光照单元
20光照射束路径21线投影22接收射束路径22a位置A的接收射束路径22b位置B的接收射束路径23加工方向24定位驱动器25半反射反射镜26成像透镜27图像传感器28图像处理单元29控制单元30接 ロ31a位置A的转向反射镜31b位置B的转向反射镜32聚焦驱动器F主夹紧方向
权利要求
1.一种用于激光接合板件(2)的设备，所述板件(2)分别具有凸缘，其中所述板件(2)的凸缘需要接合为一个连接凸缘， 其中所述设备具有用于在横向于所述连接凸缘延伸的主夹紧方向上夹紧要接合的板件(2)的夹紧装置(5)以及用于激光束(I)的射束导向装置，所述射束导向装置设计用于使激光束(I)基本上平行于所述连接凸缘且横向于夹紧方向地朝着要接合的板件(2)的凸缘中的至少一个的端面定向， 其特征在于，所述设备还包括补偿轴(9)，当所述设备连接至导向机器时所述补偿轴(9)相应于所述连接凸缘与所述导向机器之间的相对运动地跟踪所述激光束(I)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述补偿轴(9)机械式地或者光学地实现。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备的使所述夹紧装置和加工点(4)共同移动的部分借助至少一个补偿轴(9)与固定在所述导向机器上的部分(12)连接，在所述加工点(4)中所述激光束(I)命中所述连接凸缘。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于跟踪接口走向的装置，并且补偿机构具有补偿定位误差的补偿轴(9)。
5.根据权利要求1至4所述的设备，其特征在于，所述夹紧装置具有夹紧器件(5)，所述夹紧器件(5)在所述设备运行期间卡钩在要接合的板件(2)上并且这样与所述射束导向装置连接，从而产生触觉式接缝导向。
6.根据权利要求1至4中的一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于光学接缝导向的器件。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备具有与所述激光束(I)同轴的接收射束路径以及配属于所述接收射束路径的内部或外部光照单元。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备具有两个配属于所述接收射束路径的独立光照单元。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的设备，其特征在于，所述射束导向装置具有至少一个偏转件(14、18、18a、18b、25、31a、31b)，用于使所述激光束(I)偏转到所述夹紧元件(5)的主夹紧方向上，以便能在所述夹紧元件的主夹紧方向上跟踪所述激光束命中要接合的板件⑵的加工点⑷。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述偏转件具有至少一个旋转驱动的镜子(14、18、18a、18b、25、31a、31b)，用于跟踪所述加工点(4)。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的设备，其特征在于，所述射束导向装置具有至少一个这样影响射束角的光学元件，使得在可能的加工点(4)的区域中可以在不同的射束角之间进行转换，其中所述激光束(I)以所述射束角延伸至垂直于所述主夹紧方向(F)的平面。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述射束导向装置具有一个或多个镜子作为光学元件，所述一个或多个镜子布置为使得可以在可能的加工点的区域中在不同的射束角之间进行转换。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述射束导向装置具有两个或更多镜子作为光学元件，所述两个或更多镜子布置为使得当在不同的射束角之间转换时分别形成所述激光束从聚焦透镜到所述加工点的大体等长的光路。
14.一种用于激光接合板件(2)的方法，所述板件(2)分别具有凸缘，其中所述板件的凸缘需要接合为一个连接凸缘，所述方法具有以下方法步骤 -在所述连接凸缘的区域中在横向于所述连接凸缘延伸的主夹紧方向上同步地夹紧板件，以及 -同时，通过基本上平行于所述连接凸缘且横向于所述主夹紧方向地朝着要接合的板件(2)的凸缘中的至少一个的端面定向激光束，在所述连接凸缘上进行端面焊接， 其特征在于，在所述主夹紧方向上和/或在间隔方向上，沿着所述连接凸缘以相对于要接合的板件(2)的接缝导向运动引导加工点(4)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，加工点(4)的位置的与接缝导向运动叠加的位置调整在至少一个空间方向上进行，所述激光束在所述加工点(4)处命中要接合的板件⑵。
16.根据权利要求14至15中的一项所述的方法，其特征在于，根据由传感器测量的接口几何形状，进行对加工点(4)的位置的调节和/或射束调整和/或使激光功率适配，在所述加工点(4)处所述激光束(I)命中要接合的板件(2)。
全文摘要
本发明涉及一种用于激光接合板件的设备及相应的方法，每个板件都具有凸缘，其中板件(2)的凸缘将被接合以形成连接凸缘。该设备包括用于在横向于连接凸缘的主夹紧方向上夹紧要接合的板件(2)的夹紧单元(5)以及用于激光束(1)的射束导向单元。该设备还包括补偿轴(9)，其按照连接凸缘与导向机械之间的相对运动跟踪激光束(1)。
文档编号B23K26/04GK103025470SQ201180036791
公开日2013年4月3日 申请日期2011年5月25日 优先权日2010年5月28日
发明者S.沃尔特, I.哈施克 申请人:扫描音速Mi有限责任公司