专利名称：焊接机头定位方法
技术领域：
本发明涉及一种在沿并列部件之间形成的焊缝处焊接所述并列部件时的焊接机头定位方法，其中借助一个探头确定焊缝位置。
众所周知的是，焊机的焊接机头位置是如此控制的，利用一个探头探测接触线即待焊接部件之间的缝开口或焊缝并根据所测出的接触线的原始位置引导焊接机头，以便精确地将焊接部位叠置在这两个并列工件之间的缝开口区域内。
在利用光源如带有倍增光带投影镜组的半导体激光二极管和探头如CCD摄像机的并根据光截面法的光学图形扫描中，缝开口区域是由在光截面-光投影中的反射光带的反射跃变或高度突变表示的，当叠置焊接部位时，根据所述高度突变引导并定位焊接机头。为了根据光截面-光投影中的高度突变来跟踪焊接部位区域，例如需要准确地辨认出如共五条光线中的至少三个高度突变。否则的话，不会辨认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总是保持一致且缝宽在焊接时通常较小(其在激光焊或电流焊中在无填充料的情况下可能小于0.2mm)，所以在工业实践中经常难于在光投影中显示出反射跃变(高度突变)且难于辨认出待连接部件之间的接触缝隙。由此出现了不准确的焊接机头定位，从而可能不精确地沿焊缝开口叠置焊接部位或者焊接部位可能“找不到”。
本发明的任务在于提出一种通过利用探头探测并列部件的缝开口区的方式定位焊接机头的方法，此方法至少尽可能与尺寸偏差无关地确保了沿焊缝准确地形成焊接部位。
根据本发明，在一种如权利要求1前序部分所述的方法中由此完成了上述任务，即利用探头探测有待焊接在一起的部件中的一个部件的且远离焊缝的自由棱，在焊缝和该部件的所测自由棱之间的事先测定的间距内相对焊缝错位地引导并定位焊接机头。
这样一来，至少可以尽可能与带连接件和尺寸偏差和位置偏差无关地无误差测定焊接部位所处的焊缝位置和/或通过探测和计算无误差地计算出很小的缝宽，而且随后准确地定位焊接机头或焊接流。由焊缝位置不可辨认造成的焊接缺陷在这里不出现或者至少几乎不出现。确保了产生第一流的牢固的焊接接头。
本发明的应用最好在基于流束能量的焊接方法中实现，其中焊缝因无需焊接填充料而特别窄，而为了探测自由棱，通过根据光截面法的反射光线高度突变(反射跃变)并利用用于表示有关棱的光带进行光学图形扫描。
此方法可有利地用在车辆安装且尤其是汽车车体安装中。在权利要求书和以下对一个实施例的描述中进一步给出了本发明的优选特征、适当的修改和优点。
结合本发明详细描述本发明的一个实施例。其中
图1以在焊接位置区域内的截面图示出了两个待连接的并列板件的局部视图；图2、3分别示出了图1所示的视图，其中因尺寸偏差而不同地相对定位板件棱部区域。
根据图1-图3所示，汽车车体的B支柱1可以配有一块加强板2，因此在B支柱1和相邻的加强板2之间的焊缝5区域内通过激光焊而在顶焊位置上产生了焊接接头。加强板2的上棱如图1-图3所示的那样因允许的尺寸偏差而位于与B支柱1的上棱不同的高度上。焊缝5的宽度即B支柱和加强板之间的距离约为0.2mm。
焊缝5位置的探测是借助一个与一个激光散光源相连CCD摄像机4实现的，所示摄像机瞄准加强板2的自由棱即图中示出的右棱2a。与可从图中看到的位置偏差无关地，在焊缝5区域内可以总是准确地跟踪棱2a，并且可以在一个在任何光扫描时刻对应于所有叠置光带-激光辐射线的光截面-光投影中清楚看到并探测到表示棱曲线的反射激光线的高度突变。以加强板厚“a”的距离偏离自由棱2a地校准焊接机头或相应的焊接流，或者以对应于棱2a的光截面-光投影中的高度突变量而相对B支柱1错位地校准焊接机头3或相应的焊接流。由此准确地沿焊缝5引入焊接机头的能量流，从而尽管存在的尺寸允许偏差，仍然可以实现将B支柱完美无缺地与加强板2焊接在一起。
权利要求
1．一种在沿并列部件之间形成的焊缝焊接所述并列部件时用于定位焊接机头的方法，其中借助一个探头确定焊缝位置，其特征在于，利用探头(4)探测有待焊接在一起的部件(1,2)中的一个部件的且远离焊缝(5)的自由棱(2a)，在焊缝(5)和该部件的所测自由棱(2)之间的事先测定的间距(a)内相对焊缝错位地引导并定位焊接机头(3)。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过流束能量实现焊接并确定焊接机头的相应能量流束的位置。
3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，能量流束是激光束和/或电流。
4．如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，远离焊缝(5)开口的棱(2a)的探测是以光截面法利用一个发射光线的光源和一个探头而通过光学图形扫描实现的，自由棱(2a)在一个光截面-投影图中被表示为光线的高度突变。
5．如前述权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构成的，其中自由棱(2a)是一个板件的外侧棱，所测棱的焊接机头离开焊缝定位的错位间距(a)是由板件厚度决定的。
全文摘要
在一种在沿并列部件之间形成的焊缝焊接所述并列部件时用于定位焊接机头的方法中,借助探头探测两个待焊接部件中的一个部件的且远离焊缝的自由棱,在焊缝和该部件的所测自由棱之间的事先测定的间距内相对焊缝错位地引导并定位焊接机头。由此可以与待焊接部件间的位置偏差无关地沿焊缝精确地叠置焊接部位。
文档编号B23K15/00GK1234315SQ9910583
公开日1999年11月10日 申请日期1999年4月9日 优先权日1998年4月9日
发明者M·米施克 申请人:大众汽车有限公司