CN100335937C - 用于检查激光焊接机实时焊接的可移动显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光焊接机用显微镜，其使得工人能够在放大的比例下用肉眼精确检查焊接状态，同时保护工人的眼睛不受激光焊接过程中产生的强光如闪光和等离子体的伤害。该显微镜包括：一对目镜，分别可活动地安装在主体的一对管子内，用于调整显微镜的放大倍数；两对棱镜，每对棱镜安装在每个目镜之下，用于使焊接物体聚焦成一个图像；一对物镜，分别安装在每对棱镜之下，用于调节焦距，使工人能够在工人的焦距范围内观察焊接物体；LC快门，用于在产生红外闪光时覆盖和保护物镜，并在激光焊接完成之后打开物镜以便实时查看焊接状态；滤光透镜，用于阻挡在激光焊接过程中产生的红外闪光；全反射透镜，其安装在滤光透镜之下，用于完全反射有害波；以及安全玻璃，用于保护全反射透镜，阻挡激光焊接过程中产生的碎片。并且，由于显微镜移动灵活、安装方便且可拆卸，所以进行激光焊接与焊接物体的位置、大小、形状等等无关。

Description

用于检查激光焊接机实时焊接的可移动显微镜

技术领域

本发明涉及一种用于在放大的比例下检查激光焊接机实时焊接的显微镜，更具体地，涉及一种用于检查激光焊接机实时焊接的显微镜，该显微镜能让工人通过肉眼在放大的比例下精确检查焊接状态，同时保护工人眼睛不受激光焊接过程中产生的强光如闪光和等离子体的伤害。

此外，本发明还涉及一种用于精确检查激光焊接机实时焊接的显微镜，该显微镜移动灵活、安装方便、容易拆卸，与焊接物体的位置、大小或形状无关。

背景技术

通常，有多种焊接方法。近年来，在许多焊接方法中，出现了激光焊接方法逐渐取代了点焊方法。

利用点焊机进行焊接是在焊接物体通电的状态下利用焊枪头接触焊接物体进行的。而开发的激光焊接机能实现非接触式高速焊接。激光焊接机的设计是将由振荡器产生的激光束通过焊枪头内的输出调节透镜和多个棱镜触发到焊接物体上进行精确焊接，在焊枪头内设置有振荡器和其他所需部件。焊接过程中激光束的输出通过改变输出调节透镜相对于激光束的推进轴(advancing axis)的角度进行调节。

当通过非接触式激光焊接机产生的激光束对焊接物体进行焊接时，将产生强光如闪光或等离子体对焊接物体进行焊接。尤其是，由于激光焊接机每分钟通过一个或多个激光束触发器进行精确焊接，所以由于光束的强光，工人不可能一边焊接一边用肉眼检查焊接状态。

因此，近年来，已经开发出了大量的用于在自动生产线上检查激光焊接或点焊过程中焊接状态的焊接检查设备。

焊接检查设备包括与输出端耦合的继电器开关，该继电器开关在进行激光焊接时输出开关信号，还包括显示部分，该显示部分通过从继电器开关接收开关信号来显示进行焊接的次数，即焊接次数。将这种焊接检查设备安装到用于在自动生产线上执行激光焊接的机器人上，仅仅能通知工人进行焊接的次数。

也就是说，这种焊接检查设备的作用是在自动生产线进行激光焊或点焊时显示已执行的焊接次数。因此，工人不可能检查机器人是否正在正确地焊接物体。所以，在机器人焊接完大量的焊接物体之后，工人必须用肉眼检查物体的焊接部分以确定是否存在不良焊接。当物体上有不良焊接时，必须使用机器人重新焊接，这对于工人来说非常烦琐。此外，由于重新焊接的部分不够平滑，所以容易损坏。

特别地，当需要不使用机器人而进行手工激光焊时，由于受到焊接过程中产生的强光如闪光、等离子体及类似物的影响，工人不可能在焊接过程中检查焊接状态。因此，工人必须在每道焊接工序完成之后用肉眼检查焊接部分。这必须重复进行直到整个焊接操作完成，这将削弱能实现非接触式高速焊接的激光焊的优点。此外，因为在焊接过程中不可能检查焊接状态，所以焊接不够精确，甚至无法实现。

发明内容

因此，本发明致力于解决上述现有技术中的问题。本发明提供一种激光焊接机用显微镜，该显微镜造价便宜，使用可靠，并且使工人能够用肉眼实时检查焊接状态，同时保护工人的眼睛不受激光焊接过程中产生的闪光或等离子体及类似物的伤害。

本发明的一个目的是提供一种激光焊接机用显微镜，其能够使工人用肉眼实时精确地检查焊接状态，同时保护工人的眼睛不受激光焊接过程中产生的强光如闪光或等离子体的伤害。

本发明的另一目的是提供一种激光焊接机用显微镜，其中由于显微镜移动灵活、安装方便且可拆卸，所以能够实时检查精确的焊接状态，而与焊接物体的位置、大小、形状等等无关。

为了实现这些目的及其他优点并根据本发明的目的，作为实施方式在此进行广泛地说明，提供一种激光焊接机用显微镜，其具有：主体，具有一对整体形成的管子；一对目镜，分别可活动地安装在主体的一对管子中，用于通过上下移动来调节显微镜放大倍数；两对棱镜，每对棱镜安装在每个目镜之下，用于根据工人双眼之间的距离将焊接物体聚焦成一个图像；一对物镜，分别安装在每对棱镜之下，用于调节焦距，使工人能够在工人的焦距范围内观察焊接物体；LC(液晶)快门，安装在物镜之下，用于在产生红外闪光时首次覆盖和保护物镜，然后打开物镜以便在激光焊接完成时实时检查焊接物体的焊接状态；滤光透镜，安装在LC快门之下，用于二次阻挡激光焊接过程中产生的红外闪光以防止目眩；全反射透镜，安装在滤光透镜之下、涂敷有反射材料，用于完全反射和阻挡激光束中产生的有害波；以及安全玻璃，安装在全反射透镜之下，用于安全保护全反射透镜阻挡激光焊接过程中产生的碎片。

优选地，显微镜还包括：柔性臂，其一端连接到主体外侧，用于方便地调节主体与焊接物体之间的焦距，该柔性臂具有电缆；能够可拆卸地安装到金属平台上的磁性底座，柔性臂的另一端可旋转地插入到该磁性底座内，通过拧紧和松开调节螺丝，可以使柔性臂固定到磁性底座上，或者围绕磁性底座左右旋转；以及安装在靠近柔性臂一端的卤素灯，其通过电缆供电，用于为焊接物体照明。

作为选择，每对棱镜的底面彼此相对，一个棱镜朝左，另一个棱镜朝右。

因此，在每次触发激光束时，LC快门关闭以首次阻挡强光如闪光和等离子体，滤光透镜二次阻挡红外闪光中的有害波，并且在每次停止触发激光束时，LC快门打开以使工人透过目镜在放大的比例下实时检查焊接状态。

由此，通过使用这种显微镜，能保护工人的眼睛免受激光焊接过程中发出的强光伤害，并且能在放大的比例下实时、精确地检查焊点。尤其是，当手动操作激光焊接时，能获得精确焊接，并且由于显微镜移动灵活、安装方便且可拆卸，所以进行激光焊接与焊接物体的位置、大小、形状等等无关。

可以理解，无论是本发明的上述一般性描述，还是下面的具体描述，都是示例性的和解释性的，都是为了更清楚地解释如权利要求所要求保护的本发明。

附图说明

附图作为说明书的一部分，用于进一步理解本发明，与说明书一起描述本发明的实施方式，用于解释本发明的原理。附图中：

图1是说明根据本发明的、与激光焊接机的柔性臂连接的显微镜的结构的示意图；

图2是说明图1中显微镜的结构的放大图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的具体实施方式。

图1是说明根据本发明的、与激光焊接机的柔性臂连接的显微镜的结构的示意图，图2是说明图1中显微镜的结构的放大图。

参照图2，激光焊接机用显微镜包括主体101，目镜111，两对棱镜112和112a，物镜113，液晶(LC)快门114，滤光透镜115，全反射透镜116，和安全玻璃117。

主体101具有一对整体形成的管子，使人能同时用双眼观察焊接物体。目镜111可移动地安装在主体101的管子内，用于通过上下移动来调整显微镜的放大倍数。每一对棱镜112和112a安装在目镜111的下面，以根据工人双眼之间的距离将焊接物体聚焦成一个图像。物镜113安装在这两对棱镜112和112a的下面，用于调节焦距，以使透过目镜111进行观察的工人能够在其焦距范围内观察焊接物体。LC快门114安装在物镜113的下面，当在激光焊接过程中由触发激光束产生红外闪光时，用于首次覆盖和保护物镜113，并且在激光焊接完成之后，用于打开物镜113以实时检查焊接物体的焊接状态。滤光透镜115安装在LC快门114的下面，用于二次阻挡激光焊接过程中产生的红外闪光，以防止目眩。全反射透镜116安装在滤光透镜115的下面，且涂敷有反射材料，用于完全反射和阻挡激光束中产生的有害波。安全玻璃117安装在全反射透镜116的下面，用于保护全反射透镜116，阻挡激光焊接过程中产生的溅射碎片。

参照图1，激光焊接机用显微镜还包括柔性臂102，磁性底座103，和卤素灯105。

柔性臂102的一端连接到主体101的外侧，柔性臂102内具有电缆104。柔性臂102的另一端可旋转地插入到磁性底座103内，并且通过拧紧和松开调节螺丝，插入的柔性臂102可以固定到磁性底座103，或者围绕磁性底座103左右旋转。磁性底座103适于连接到金属平台等上面。卤素灯105安装在靠近柔性臂102一端的部分，通过电缆104供电，为焊接物体提供照明。因此，主体101与焊接物体之间的焦距可以使用柔性臂102进行轻松调节。

下面参照附图更加详尽地说明具有上述结构的激光焊接机用显微镜。

再回到图2，安装在主体101内的两个目镜111能使工人用双眼观察焊接物体。通过上下移动目镜111，能在放大的比例下观察焊接物体，例如10X，16X，20X，40X。

由于每个工人双眼之间的距离不同，所以提供了两对棱镜112和112a来补偿双眼之间的视差。

也就是说，通过调整两对棱镜112和112a，可以在一个图像中清楚地看见焊接物体。每个棱镜112和112a具有三角形的截面，且每对棱镜112和112a设置成其底面彼此相对，一个朝左，另一个朝右。

安装在两对棱镜112和112a下面的物镜113用于使通过目镜111观察焊接物体的工人在其焦距范围内观察焊接物体。在此，物镜113可以选自100mm，120mm，150mm，200mm焦距的物镜或其它物镜。

安装在物镜113下面的LC快门114根据激光焊接机每次触发激光束时产生的同步电压信号反复关闭和打开。换言之，在触发激光束时，根据同步电压信号关闭LC快门114以保护工人的眼睛不受由激光束产生的闪光的伤害。当激光束的触发终止时，根据同步电压信号将LC快门114向物镜113打开，以便通过物镜113快速、连续地观察完成激光焊接的焊接物体。

安装在LC快门114下面的滤光透镜115用于二次阻挡激光焊接过程中产生的红外闪光，以防止目眩。

安装在滤光透镜115下面的全反射透镜116涂敷有反射材料，用于反射和阻挡激光束中产生的有害波(1064nm)。如果有害波直接接触工人的眼睛，则会使工人的视力受损，因此全反射透镜116是必须的。

安装在全反射透镜116下面的安全玻璃117用于保护全反射透镜116，阻挡激光焊接过程中产生的溅射碎片。

再回到图1，其一端连接到主体101外侧且其内具有电缆104的柔性臂102由柔性波纹管制成，因此使用柔性臂102能够容易地调节主体101与焊接物体之间的焦距。

另外，柔性臂102的另一端可旋转地插入到磁性底座103内，插入的柔性臂102通过拧紧和松开调节螺丝可以固定到磁性底座103或围绕磁性底座103左右旋转，所以可以调节焦距而与焊接物体的位置无关。

与柔性臂102的另一端连接的磁性底座103通过磁力可以容易地连接到金属平台等上面或从金属平台等上面拆下，所以能容易地安装磁性底座而与焊接物体的位置、大小、形状等无关。

安装在柔性臂102上并与柔性臂102内的电缆104连接的卤素灯105用于为焊接物体提供照明。

在相关技术的激光焊接机中，工人是在激光焊接之后用肉眼一个一个地查看焊接物体上的焊点。另一方面，本发明显微镜的设计在于，根据每次触发激光束时所产生的同步电压信号关闭LC快门114以阻挡强光，并在每次激光束的触发结束之后打开LC快门，以便在放大的比例下实时查看焊接物体上的焊点。

因此，根据本发明，通过使用显微镜，可以保护工人的眼睛不受激光焊接过程中产生的强光的伤害，并且能够在放大的比例下实时地精确查看焊点。尤其是，当进行手动激光焊接时，可以获得精确的焊接，并且由于显微镜移动灵活、安装方便、容易拆卸，因此进行激光焊接与焊接物体的位置、大小、形状等无关。

如上所述，每次触发激光束时关闭LC快门114，以首次阻挡强光如闪光和等离子体，滤光透镜115二次阻挡红外闪光，并且全反射透镜116反射和阻挡有害波，所以能保护工人的眼睛。此外，能在放大的比例下实时、精确地查看焊点。

另外，由于显微镜移动灵活、安装方便、容易拆卸，所以查看精确的焊接状态与焊接物体的位置、大小、形状等无关。

对于本领域的技术人员来说，对本发明进行各种各样的修改和变化是显而易见的。因此，本发明希望能覆盖落入如附属权利要求及其等同物范围内的各种各样的修改和变化。

Claims (4)

1、一种用于检查激光焊接机实时焊接的显微镜，包括：

主体，其具有一对整体形成的管子；

一对目镜，分别可活动地安装在主体的一对管子中，用于通过上下移动来调整显微镜的放大倍数；

两对棱镜，每对棱镜安装在主体内的每个目镜之下，用于根据工人双眼之间的距离使焊接物体聚焦成一个图像；

一对物镜，分别安装在每对棱镜之下，用于调节焦距，以使工人能够在工人的焦距范围内观察焊接物体；

液晶LC快门，其安装在物镜之下，用于在产生红外闪光时首次覆盖和保护物镜，并在激光焊接完成之后打开物镜以便实时查看焊接物体的焊接状态；

滤光透镜，其安装在LC快门之下，用于二次阻挡激光焊接过程中产生的红外闪光以防止目眩；

全反射透镜，其安装在滤光透镜之下，并涂敷有反射材料，用于完全反射和阻挡激光束中产生的有害波；以及

安全玻璃，其安装在全反射透镜之下，用于安全保护全反射透镜，阻挡激光焊接过程中产生的碎片。

2、如权利要求1所述的显微镜，还包括：

柔性臂，其一端连接到主体的外侧，用于容易调节主体与焊接物体之间的焦距，该柔性臂具有电缆；

磁性底座，其能够可拆卸地安装到金属平台上并且柔性臂的另一端能够可旋转地插入到其内，通过拧紧和松开调节螺丝，可以使柔性臂固定到磁性底座上或者围绕着磁性底座左右旋转；以及

卤素灯，其安装在靠近柔性臂一端的位置，并通过电缆供电，为焊接物体提供照明。

3、如权利要求1所述的显微镜，其中每对棱镜具有三角形截面。

4、如权利要求3所述的显微镜，其中每对棱镜的底面彼此相对，且其中一个棱镜朝左，另一个棱镜朝右。

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