具有用于接触钎焊焊丝并与检测器相关联地阻挡激光束的第一部分的夹具的激光钎焊系统、监测激光钎焊系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种激光钎焊系统(100)，其包括：钎焊工具(110)，该钎焊工具(110)具有被构造成沿着辐射路径(RP)发射激光束(114)的激光器(112)；和钎焊焊丝工具(120)，该钎焊焊丝工具(120)被构造成沿着与激光束(114)相交的焊丝路径(WP)引导钎焊焊丝(122)。该系统(100)包括：夹具(130)，该夹具(130)包括第一对准表面(132a)和第一阻挡表面(134a)，其中，第一对准表面(132a)被构造成与钎焊焊丝(122)接触，同时第一阻挡表面(134a)阻挡所发射的激光束(114)的至少第一部分；以及检测器(140)，该检测器(140)布置在所述辐射路径(RP)中，并且被构造成检测所述激光束的越过夹具(130)的所发射的光。还提供了一种监测激光钎焊系统的方法。

Laser brazing system with fixture for contacting solder wire and associated with detector to block the first part of laser beam, method for monitoring laser brazing system

The invention relates to a laser soldering system (100), which comprises a soldering tool (110) having a laser (112) configured to emit a laser beam (114) along a radiation path (RP), and a soldering wire tool (120) configured to guide a soldering wire (122) along a wire path (WP) intersecting with a laser beam (114). The system (100) includes a clamp (130) including a first alignment surface (132a) and a first blocking surface (134a), wherein the first alignment surface (132a) is configured to contact the solder wire (122), while the first blocking surface (134a) blocks at least a first part of the emitted laser beam (114); and a detector (140) arranged in the radiation path (RP), And is configured to detect the light emitted by the laser beam across the clamp (130). A method for monitoring the laser brazing system is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于接触钎焊焊丝并与检测器相关联地阻挡激光束的第一部分的夹具的激光钎焊系统、监测激光钎焊系统的方法
本专利技术涉及一种激光钎焊系统、以及一种监测激光钎焊系统的方法。本专利技术能够应用在各种部件的制造和生产线中，例如，用于结合汽车行业(包括诸如卡车、公共汽车和建筑设备的重型车辆)中的金属片材或面板。虽然将针对卡车来描述本专利技术，但本专利技术不限于这种特定车辆，而是也可用在其他应用中。
技术介绍
激光钎焊通常用于自动化的大批量生产线。使用该技术，两个片材或面板通过填充材料结合在一起，该填充材料通常被提供为焊丝。引导激光照射填充材料焊丝，该焊丝然后熔化并流动以结合所述两个片材或面板。因此，能够将两个片材或面板结合在一起而无需充分熔化所述片材或面板。在激光钎焊过程中，钎焊焊丝相对于激光束的位置很重要；通常，焊丝的位置被设定为预定值，例如与激光束居中地对准。然而，例如，如果焊丝被卡住或在钎焊工具部件中发生故障的情况下，焊丝的位置可能会意外改变。如果焊丝的位置处于预定的工作范围之外，则钎焊焊缝将出现缺陷，并且已钎焊的部分必须被修复或甚至丢弃。为了确保钎焊工具的正确操作，可以在一定次数的钎焊操作之后手动地检查焊丝位置。这种监测将对生产率有负面影响，因为在该检查期间必须停止工艺过程。而且，在焊丝被错误地定位的情况下，有可能在检测到焊丝的未对准(misalignment)之前产生了若干个故障部分。JPH-06344163A描述了一种系统，该系统被构造成：通过提供会聚到所期望的焊丝位置的可见激光束来确定焊丝是否被正确地定位。光学检测器被布置成检测从焊丝反射的激光，并且，通过分析所检测到的光的量，可以确定焊丝是否被正确地定位。尽管可以确定焊丝是否被正确地定位，但需要一个辅助激光源。这是由于以下事实：如果使用原始激光器来监测焊丝的位置，则焊丝将熔化。因此，提供一种较不复杂的激光钎焊系统将是有利的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激光钎焊系统，该激光钎焊系统能够用于以简单且可靠的方式自动地监测钎焊焊丝的位置。根据第一方面，该目的通过根据权利要求1所述的激光钎焊系统来实现。根据第二方面，该目的通过根据权利要求12所述的用于监测激光钎焊系统的方法来实现。然而，应当意识到，所述用于监测的方法可以用于其中钎焊焊丝的位置应相对于激光束固定的任何钎焊工具。通过提供一种在遮蔽(shieldsoff)焊丝的同时阻挡所发射的激光束的一部分的夹具，可以在不使用附加激光器的情况下监测焊丝位置。根据一个实施例，所述夹具还包括与第一对准表面面向不同方向的第二对准表面、以及与第一阻挡表面面向不同方向的第二阻挡表面。因此，可以不使用预先存储的参考值，而是通过将第一阻挡表面和激光束对准时检测到的光与第二阻挡表面和激光束对准时检测到的光进行比较来监测焊丝位置。第二对准表面可以构造成与钎焊焊丝接触，同时第二阻挡表面阻挡所发射的激光束的至少第二部分。在一个实施例中，所述激光钎焊系统还包括控制单元，该控制单元被配置成从所述检测器接收第一信号(该第一信号包括与第一阻挡表面阻挡所发射的激光束的至少第一部分时检测到的激光的量有关的信息)，并基于所述信号来确定钎焊焊丝相对于所述辐射路径的位置。因此，可以自动地确定钎焊焊丝相对于激光束的位置。在一个实施例中，所述控制单元被配置成通过确定钎焊焊丝是位于预定范围之内还是之外来确定钎焊焊丝的位置。这允许操作者设定允许钎焊焊丝位于其中的边界(boundaries)。在一个实施例中，所述控制单元被配置成将第一信号的所述信息与预先存储的参考值进行比较。因此，可以自动地确定钎焊焊丝的位置是否在预定的可接受范围内。在一个实施例中，所述参考值是对应于钎焊焊丝位于所述预定范围之外的至少一个阈值，并且所述参考值可以对应于当钎焊焊丝被布置在其期望位置时检测到的光的量。根据一个实施例，所述控制单元进一步被配置成从所述检测器接收第二信号，该第二信号包括与第二阻挡表面阻挡所发射的激光束的至少第二部分时检测到的激光的量有关的信息。由于减少了测量故障的风险，因此可以改善对焊丝位置的确定。在一个实施例中，所述控制单元被配置成从所述第一信号和第二信号确定比率，并将所确定的比率与参考值进行比较。对所述比率的这种比较将提供非常简单且可靠的标准来确定钎焊焊丝是否被正确地定位。在一个实施例中，所述夹具连接到驱动单元，并且所述控制单元被配置成：通过控制所述驱动单元使所述夹具移动到第一测量位置和/或第二测量位置以及移动离开第一测量位置和/或第二测量位置。因此，提供了对夹具的位置的自动控制。然而，应当注意，在替代实施例中，所述夹具的位置是固定的，由此，钎焊工具可相对于所述夹具移动。根据第二方面，提供了一种用于监测激光钎焊系统的方法。该激光钎焊系统包括：激光钎焊工具，该激光钎焊工具被构造成沿着辐射路径发射激光束；以及钎焊焊丝，该钎焊焊丝被沿着与所述辐射路径相交的焊丝路径引导。该方法包括：通过夹具阻挡所发射的激光束的至少第一部分；以及，测量所述激光束的越过所述夹具的所发射的光的量。在一个实施例中，阻挡所发射的激光束的至少第一部分的步骤包括：将所述夹具布置在第一测量位置上，在该第一测量位置，第一对准表面与钎焊焊丝接触，并且第一阻挡表面阻挡所发射的激光束的至少第一部分。在一个实施例中，该方法进一步包括：将所检测到的光的量与预先存储的参考值进行比较。根据一个实施例，该方法进一步包括：基于所检测到的光的量与所述参考值之间的比较来确定钎焊焊丝相对于辐射路径的位置。该方法可以进一步确定钎焊焊丝是位于预定区域之内还是之外。在一个实施例中，所述参考值对应于当钎焊焊丝布置在其期望位置时检测到的光的量。在一个实施例中，该方法进一步包括：通过所述夹具阻挡所发射的激光束的第二部分。对所发射的激光束的第二部分的这种阻挡可以包括：将所述夹具布置在第二测量位置上，在该第二测量位置，与第一对准表面面向不同方向的第二对准表面与钎焊焊丝接触，并且，与第一阻挡表面面向不同方向的第二阻挡表面阻挡所发射的激光束的至少第二部分。根据一个实施例，该方法进一步包括：从第一信号和第二信号确定比率，该第一信号包括与所述夹具布置在第一测量位置上时检测到的光的量有关的信息，该第二信号包括与所述夹具布置在第二测量位置上时检测到的光的量有关的信息；并将所确定的比率与参考值进行比较。在以下描述和从属权利要求中公开了本专利技术的其他优点和有利特征。附图说明参考附图，下面是作为示例引用的本专利技术实施例的更详细描述。在这些图中：图1是卡车的示意图，图2a是通过激光钎焊结合的两个片材的等距视图，图2b是相对于激光束居中定位的钎焊焊丝的侧视图，图2c是相对于激光束偏离中心定位的钎焊焊丝的侧视图，图3a是根据一个实施例的激光钎焊系统的侧视图，其中，钎焊焊丝相对于激光束居中定位，图3b是图3a中所示的激光钎焊系统的侧视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光钎焊系统(100)，包括：钎焊工具(110)，所述钎焊工具(110)具有激光器(112)，所述激光器(112)被构造成沿着辐射路径(RP)发射激光束(114)；和钎焊焊丝工具(120)，所述钎焊焊丝工具(120)被构造成沿着与所述激光束(114)相交的焊丝路径(WP)引导钎焊焊丝(122)，/n其特征在于/n夹具(130)，所述夹具(130)包括第一对准表面(132a)和第一阻挡表面(134a)，其中，所述第一对准表面(132a)被构造成与所述钎焊焊丝(122)接触，同时所述第一阻挡表面(134a)阻挡所发射的所述激光束(114)的至少第一部分；和/n检测器(140)，所述检测器(140)布置在所述辐射路径(RP)中，并且被构造成检测所述激光束的越过所述夹具(130)的所发射的光。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光钎焊系统(100)，包括：钎焊工具(110)，所述钎焊工具(110)具有激光器(112)，所述激光器(112)被构造成沿着辐射路径(RP)发射激光束(114)；和钎焊焊丝工具(120)，所述钎焊焊丝工具(120)被构造成沿着与所述激光束(114)相交的焊丝路径(WP)引导钎焊焊丝(122)，
其特征在于
夹具(130)，所述夹具(130)包括第一对准表面(132a)和第一阻挡表面(134a)，其中，所述第一对准表面(132a)被构造成与所述钎焊焊丝(122)接触，同时所述第一阻挡表面(134a)阻挡所发射的所述激光束(114)的至少第一部分；和
检测器(140)，所述检测器(140)布置在所述辐射路径(RP)中，并且被构造成检测所述激光束的越过所述夹具(130)的所发射的光。


2.根据权利要求1所述的钎焊系统(100)，其中，所述夹具(130)还包括与所述第一对准表面(132a)面向不同方向的第二对准表面(132b)、以及与所述第一阻挡表面(132b)面向不同方向的第二阻挡表面(134b)。


3.根据权利要求2所述的钎焊系统(100)，其中，所述第二对准表面(132b)被构造成与所述钎焊焊丝(122)接触，同时所述第二阻挡表面(134b)阻挡所发射的所述激光束(114)的至少第二部分。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的钎焊系统(100)，还包括控制单元(150)，所述控制单元(150)被配置成从所述检测器(140)接收第一信号(S1)，并基于所述信号(S)来确定所述钎焊焊丝(122)相对于所述辐射路径(RP)的位置，所述第一信号(S1)包括与所述第一阻挡表面(134a)阻挡所发射的所述激光束(114)的至少第一部分时检测到的激光的量有关的信息。


5.根据权利要求4所述的钎焊系统(100)，其中，所述控制单元(150)被配置成：通过确定所述钎焊焊丝(122)是位于预定区域之内还是之外来确定所述钎焊焊丝(122)的位置。


6.根据权利要求5所述的钎焊系统(100)，其中，所述控制单元(150)被配置成将所述第一信号(S1)的所述信息与预先存储的参考值进行比较。


7.根据权利要求6所述的钎焊系统(100)，其中，所述参考值是对应于所述钎焊焊丝(122)位于所述预定区域之外的至少一个阈值。


8.根据权利要求6或7所述的钎焊系统(100)，其中，所述参考值对应于当所述钎焊焊丝(122)布置在其期望位置时的检测到的光的量。


9.根据权利要求5至8中的任一项所述的钎焊系统(100)，其中，所述控制单元(150)进一步被配置成从所述检测器(140)接收第二信号(S2)，所述第二信号(S2)包括与所述第二阻挡表面(134b)阻挡所发射的所述激光束(114)的至少第二部分时检测到的激光的量有关的信息。


10.根据权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·拉格纳森，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE