采用动态光斑的激光焊接系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种采用动态光斑的激光焊接系统及其方法。利用控制激光模块朝多个透镜照射，于焊接目标上形成光斑以执行焊接，并于检测到调整条件满足时，调整多个透镜之间的透镜距离，来调整光斑的光斑尺寸。本发明专利技术通过调整光斑的光斑尺寸可实现以一种激光功率产生分别适用于不同焊接状态的多种热能密度，进而提升焊接品质。升焊接品质。升焊接品质。

【技术实现步骤摘要】
采用动态光斑的激光焊接系统及其方法


[0001]本专利技术是与激光焊接有关，特别有关于采用动态光斑的激光焊接系统及其方法。

技术介绍

[0002]于现有的激光焊接方法中，激光模块的功率必须于开始焊接前(离线状态)设定完成，且于焊接过程(上线状态)中不可任意变更功率。
[0003]此外，于现有的激光焊接方法中，镜头的焦距是固定的，这使得焊接目标上形成的光斑的尺寸也是固定的，即无法任意调整激光的有效加热范围。
[0004]因此，现有的激光焊接方法于焊接过程中仅能使用固定的热能密度来对焊接目标进行焊接，而无法针对不同的焊接状态(如焊点的温度过低或过高)来调整光斑的热能密度，往往降低焊接品质，甚至造成焊接失败。
[0005]是以，现有激光焊接方法存在上述问题，而亟待更有效的方案被提出。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的，在于提供一种采用动态光斑的激光焊接系统及其方法，可于焊接阶段中通过调整光斑尺寸来改变热能密度。
[0007]于一实施例中，一种采用动态光斑的激光焊接方法，包括以下步骤：执行焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用动态光斑的激光焊接方法，包括以下步骤：执行焊接，控制一激光模块朝一第一透镜与一第二透镜进行照射，来于一焊接目标上形成一光斑；及于焊接阶段中检测任一光斑调整条件满足时，基于该光斑调整条件调整该第一透镜与该第二透镜之间的一透镜距离，来调整该光斑的一光斑尺寸。2.如权利要求1所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中于执行焊接前，包括以下步骤：取得一加工数据；及基于该加工数据设定一加工参数，并控制该激光模块执行一预热程序；其中，执行焊接包括基于该加工参数控制该激光模块进行加热。3.如权利要求2所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中该加工数据包括一目标数据，该目标数据记录有该焊接目标的尺寸、厚度、面积、材质、散热性的至少其中之一，该加工参数包括该第一透镜与该第二透镜之间的初始的该透镜距离与该激光模块于各阶段的功率；其中，设定该加工参数包括于一散热指标数据库查询该目标数据所对应的该加工参数；其中，该预热程序包括基于一预热功率控制该激光模块执行预热。4.如权利要求2所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中该焊接目标包括一焊接材料与电路板上的一焊盘；其中，于执行焊接前，包括以下步骤：控制一影像获取模块持续拍摄该焊接目标以取得连续的多个焊接前影像；及移动该焊接材料至该焊盘的一焊接位置，并同时基于该多个焊接前影像执行一自动对位程序来检测该焊接材料是否到达该焊接位置。5.如权利要求1所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中于检测任一该光斑调整条件满足时调整该激光光源的该光斑的尺寸包括以下步骤：控制一影像获取模块持续拍摄该焊接目标以取得连续的多个焊接影像；于基于该多个焊接影像识别该焊接目标的一焊接状态为异常时，取得该焊接状态所对应的一调整策略；及基于该调整策略调整该第一透镜与该第二透镜之间的该透镜距离，来调整该焊接目标上的该光斑尺寸。6.如权利要求5所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中基于该多个焊接影像识别该焊接状态包括：输入连续的该多个焊接影像至一学习模型来获得该焊接状态；其中，该学习模型是基于异常的该焊接状态所对应的该多个焊接影像与一机器学习演算法训练而成。7.如权利要求1所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中该光斑调整条件包括一焊接材料于空中熔化、未熔化的该焊接材料碰撞一电子引脚、该焊接材料融成球状、该光斑烧到该焊接目标外的一电路板体的至少其中之一；于检测任一该光斑调整条件满足时调整该激光光源的该光斑的尺寸包括以下步骤：
于该焊接材料于空中熔化时，调整该透镜距离来放大该光斑尺寸，来降低该光斑的热能密度；于未熔化的该焊接材料碰撞该电子引脚时，调整该透镜距离来缩小该光斑尺寸，来提升该光斑的热能密度；于该焊接材料融成球状时，调整该透镜距离来缩小该光斑尺寸，来提升该光斑的热能密度；及于该光斑烧到该电路板体时，调整该透镜距离来放大该光斑尺寸，来降低该光斑的热能密度。8.如权利要求1所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中于检测任一该光斑调整条件满足时调整该激光光源的该光斑的尺寸包括以下步骤：通过一温度感测模块取得该焊接目标的一感测温度；于基于该感测温度检测该焊接目标的一焊接状态为异常时，取得该焊接状态所对应的一调整策略；及基于该调整策略调整该第一透镜与该第二透镜之间的该透镜距离，来调整该焊接目标上的该光斑尺寸。9.如权利要求1所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中该光斑调整条件包括该焊接目标的一感测温度不符一预设焊接温度、一电子引脚的温度与该焊接目标的一焊盘的温度之间的一温度差大于一预设焊接温差的至少其中之一；于检测任一该光斑调整条件满足时调整该激光光源的该光斑的尺寸包括以下步骤：于该感测温度高于该预设焊接温度时，调整该透镜距离来放大该光斑尺寸，来降低该光斑的热能密度；于该感测温度低于该预设焊接温度时，调整该透镜距离来缩小该光斑尺寸，来提升该光斑的热能密度；及于该温度差大于该预设焊接温差时，调整该透镜距离来缩小该光斑尺寸，来提升该光斑的热能密度，以使该光斑对温度较低的该电子引脚或该焊盘提供较高的热能。10.如权利要求1所述的采用动态光斑的激光焊接方法，其中调整该透镜距离包括：取得多个实验距离与多个实验尺寸之间的一对应关系；基于当前的该光斑尺寸与满足的该光斑调整条件所对应的一调整策略查询该对应关系，来决定对应的该实验距离；及调整该透镜距离为该实验距离。11.一种采用动态光斑的激光焊接系统，包括：一镜头，包括一第一透镜与一第二透镜；一电动位移模块，连接该第一透镜与该第二透镜的至少其中之一，用以通过移动来调整该第一透镜与该第二透镜之间的一透镜距离；一激光模块，用以朝该镜头发出激光，来于该镜头后的一焊接目标上形成一光斑；及一控制模块，电性连接该激光模块与该电动位移装置，被配置来控制该激光模块进行照射，并于焊接阶段中检测任一光斑调整条件满足时，基于该光斑调整条件控制该电动位移装置调整该第一透镜与该第二透镜之间的一透镜距离，来调整该激光光源的该光斑的一光斑尺寸。
12.如权利要求11所述的采用动...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄春莲，庄芠羽，张耿宁，吕庭宇，宫春斐，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：