借助于电磁辐射测定一细长物体相对于一障碍体表面位置用的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测定一细长而狭窄的物体相对于一障碍体表面位置（该障碍体为盘状体，位于上述物体之前并且在其上成一定角度定向）的方法，借助于电磁致电离辐射，引导相关的激光焊接设备运动。为了以较高速度和最高精度实现这种方法，当制造具有圆锥或双曲表面的夹层部件时，本发明专利技术提出，在沿着该物体纵向方向作逼近运动的情况下，一被精确准直的辐射束从远离该物体的障碍体一侧被倾斜照准到物体上，同时以直角在其上面进行振荡或扫描运动；从物体反向散射的辐射在物体的同一侧被收集起来，并且形成一与存储器存储的预定优选信号（其作为该物体相对该障碍体所想望正确位置）相对比的信号。本发明专利技术还提出一种实现这种方法的装置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测定一细长而比较狭窄的物体相对于一障碍体表面位置用的方法和装置(该障碍体为盘状体，优选位于上述物体之前并且与其成一定角度)，借助于电磁辐射，特别是致电离辐射，引导相关加工设备特别是激光焊接设备的运动。以前电磁辐射被用来发现隐藏物质，例如麻醉剂、炸药或其它违禁品等。一个例子是GB-A-2 055 198。其它的例子如US-A-5 600700和US-A-5 648 619。在WO 95／00725中，一种所谓的夹层部件，即双薄壁金属片部件，特别用于轮船制造已被描述。尽管包含它的间隔壁焊接的制造将如何进行并不清楚。但在这个案例中，它仍然涉及平面金属片，其具有使得问题变得更为简单的标准化且优选成直角的形状。另一个和更为困难的问题发生在夹层部件将被制作成具有锥形或双曲表面，例如火箭喷管或诸如此类时。于是，当穿过障碍片薄壁朝间隔部件的狭窄侧面或边缘(其宽度小于1mm)开始焊接时，有关精度的非常高的要求就被提出。因此，本专利技术的主要目的是解决这个问题，并且将通过根据本专利技术的一种方法来实现，其基本区别在于，在沿着该物体纵向方向作逼近运动的情况下，至少一被精确准直的辐射束从远离该物体的障碍体一侧倾斜照准到该物体上，同时以直角在其上面进行振荡或扫描运动；从物体反向散射的辐射在该障碍体的同一侧被收集起来，并且形成与存储器存储的予定优选信号(其作为该物体相对于该障碍体所想望正确位置)相对比的信号，从而引导辐射束沿着该物体运动，并且因此也引导相关设备的运动。在这个方法中为获得尽可能的最高精度，如后面权利要求2所提出的那样，优选反向散射辐射也被准直。为了实现这种方法，与此同时本专利技术已提出一种装置，其包括一探测装置，用于测定一细长而比较狭窄的物体相对于一障碍体(其处于上述物体前方且与其成直角取向，并优选为盘状形状)表面的位置，借助于电磁辐射，优选为致电离辐射，用于引导相关加工设备特别是激光焊接设备的运动。基本区别于上述装置的特征在于与发射装置设置在盘状体同侧的探测装置，适于接收从发射装置朝向物体发射且从该物体反向散射回来的辐射，并且由此形成信号；以及比较器，被设置来将上述信号与存储在存储器中的予定优选信号(其作为该物体相对于障碍体所想望的正确位置)进行比较，用于引导辐射束沿着物体运动，因此也引导相关设备运动。借助本专利技术方法和装置，现在能够做到例如在双曲表面和双薄壁板的激光焊接中，以一种非常有效的方式，以高精度进行迅速而有效的工作。这样做焊接速度将可达到1000毫米／分钟那样高。本专利技术将参考附图进一步描述如下，其中附图说明图1图示了根据本专利技术实现这个方法的装置的第一实施例；图2表示从探测装置获得的信号曲线实例；而图3表示穿过多个拟用本专利技术方法焊接到一个金属片3上的间隔壁的横截面。如从图中显见的那样，本专利技术要解决的问题是，第一片金属件或薄壁1装有一或多个平行、直立的较薄的间隔壁2，其通过焊接与覆盖薄壁或金属片3连接在一起。因此，这要让能够穿过上述覆盖薄壁3进行焊接的合适焊接设备准确地沿着间隔壁2的纵向延伸来完成。然而，这将造成非常大的困难，因为薄壁3完全阻碍了间隔壁2及其位置的观察，因此其不得不在没有视觉帮助的条件下准确测定。根据本专利技术，作为对这个问题提出的解决方案，可以使用装有电磁辐射特别是致电离辐射的辐射源6的探测单元5。上述探测单元优选安装在一与间隔壁2成直角，并且与薄壁3成φ／2角的平面中。探测装置7和辐射源6一起安装，且与辐射源6成一定角度，优选探测装置和辐射源与间隔壁2间为φ／2的相反的夹角，使得从辐射源6发射出的辐射束和探测装置7的观察区之间相干的位置被设置在薄壁3下一段距离。如果在扫描运动中探测装置5被携带沿着箭头A的方向在间隔壁2上方往复运动，则由于予定体积的材料(在这个案例中是金属)在其中引起辐射的反向散射变化，从辐射源6发出的辐射在通过间隔壁2上方时将改变特性(方式)。这种情况被用于形成探测装置7的信号，该信号被传送到仅仅被图示的电子处理器10中，并且在比较器(没有表示出来)中与存储在未表示的存储装置中的予定优选信号进行比较，作为相对于物体3的间隔壁2的想望的正确位置坐标。取决于这个比较结果，电子处理器然后产生一控制信号，该信号被传送到未表示出的为上述探测单元所控制的加工设备，特别是连接到探测装置5上的激光焊接设备中。通过这种方式，在探测装置5沿着间隔壁2运动以及向该处以较小振幅成直角振动下，该设备以一定精度跟随上述间隔壁2运动。探测单元5可以被制作得非常敏感，并且以±0．1毫米的精度非常精确地工作，以使迁移和焊接速度可以高达1000毫米／分钟。在上述描述中，先决条件是辐射源6和探测装置7被固定配置在探测单元5中，并且这个探测单元5能在物体3的平面上沿互成直角的两个方向x／y移动。对于一个技术人员来讲，当然完全清楚，如果需要，辐射源6可替代以静止，而且探测装置7沿着平行于辐射的方向移动。也可能替代地使探测装置7静止，并且平行于金属片3移动辐射源6，或者更进一步让辐射源6静止，使用包括一行探测元件的探测装置。最后，辐射源6可以由多个全都能发出互相平行并且稍有间隔的辐射束的辐射源构成，于是探测装置也可以由互相邻接配置的一行探测元件构成，结果在带有单一射束的辐射源6中，使用以不同角度配置的至少两个静止的探测装置7。为确定物体或薄壁3和间隔壁2的边缘面之间准备进行焊接处的间隔，辐射源6和探测装置7一起沿着z方向，即与薄壁3的平面成直角的方向往复运动。图2．1中a)是当间隔壁与薄壁3成直角时，在间隔壁2的通口处获得的探测装置7的探测信号变化曲线，同时b)表示间隔壁2没有成直角设置时同一信号的形状。在图2．2中，C1，C2和C3表示3种扫描操作，也就是说，首先是当探测点下面没有间隔壁2出现时，然后是当来自辐射源6的辐射束进入间隔壁2时，并且最终是当射束完全处于上述间隔壁之内时的扫描操作。在图3中，a-d相关测量报告的例子在下面表示出来0．4＜a＜1．2，1．5＜b＜8，2＜c＜8并且0．4＜d＜1．2，所有的测量以毫米为单位。权利要求1．一种用于测定一细长而较狭窄的物体相对于一障碍体(优选为处于上述物体前方且与其成直角取向的盘状体)表面位置的方法，借助于电磁辐射特别是致电离辐射，引导相关加工设备特别是激光焊接设备的运动，该方法的特征在于在沿着该物体纵向方向作逼近运动的情况下，至少一被精确准直的辐射束从远离该物体的障碍体一侧倾斜照射到该物体上，同时以直角在其上面作振荡或扫描运动；从物体反向散射的辐射在该障碍体的同一侧被收集起来，并且形成一与存储器存储的予定优选信号(其作为该物体相对于该障碍体所想望的正确位置)进行对比的信号，从而引导辐射束沿该物体运动，因而引导相关设备运动。2．根据权利要求1的方法，其特征在于反向散射辐射也被准直。3．一种用于实现权利要求1或2所述方法的装置，其包括一探测装置(5)，用于测定一细长而狭窄的物体(2)相对于一障碍体(优选为处于上述物体前方且与其成直角取向的盘状体)表面的位置，借助于来自一发射装置(6)的电磁辐射，优选为致电离辐射，引导相关加工设备特别是激光焊接设备运动，该装置的特征在于一与发射装置(6)设置在盘状体(3)同侧的探测装置(7)，适于接收从发射装置朝向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定一细长而较狭窄的物体相对于一障碍体（优选为处于上述物体前方且与其成直角取向的盘状体）表面位置的方法，借助于电磁辐射特别是致电离辐射，引导相关加工设备特别是激光焊接设备的运动，该方法的特征在于：在沿着该物体纵向方向作逼近运动的情况下，至少一个被精确准直的辐射束从远离该物体的障碍体一侧倾斜照射到该物体上，同时以直角在其上面作振荡或扫描运动；从物体反向散射的辐射在该障碍体的同一侧被收集起来，并且形成一与存储器存储的予定优选信号（其作为该物体相对于该障碍体所想望的正确位置）进行对比的信号，从而引导辐射束沿该物体运动，因而引导相关设备运动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尼科拉基布伦，简伦德格林，斯汀泰勒，托马斯A詹森，
申请(专利权)人：沃尔沃航空有限公司，力学会，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]