CN116038115A - 一种激光焊接系统及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光焊接系统及焊接方法，其中的激光焊接系统包括激光器、激光干涉仪、第一合束镜、振镜、场镜及控制器。激光干涉仪发射的第一激光依次经第一合束镜、振镜和场镜入射至第一物体或第二物体上，控制器控制振镜对第一激光调控，使得第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘；激光干涉仪还用于接收反射的第一激光，并对比发射和反射的第一激光以获得第一物体的位置；激光器发射的第二激光依次经过第一合束镜、振镜和场镜，控制器还基于第一物体的位置信息控制振镜对第二激光调控，使得第二激光入射至第一物体以将第一物体焊接至第二物体。本发明实现了对第一物体在焊接前的精确定位，从而保证了对第一物体的焊接质量。

Description

一种激光焊接系统及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体地说是一种激光焊接系统及焊接方法。

背景技术

使用激光焊接装置将第一物体焊接到第二物体上时，对第一物体的精准定位尤为重要，当第一物体能够被精准定位时，即可控制焊接激光束精准地照射至第一物体上，从而保证焊接质量。目前，一般采用视觉相机的拍照定位方式，实施对第一物体的定位。

但是，在某些应用场景中，采用常规的视觉相机拍照定位，无法实施对第一物体的精准定位，从而影响了焊接质量。例如，光伏组件的汇流条与接线盒的焊接，由于汇流条与接线盒的导电片颜色接近，采用视觉相机拍摄时，汇流条宽度方向的两侧边缘成像不清晰，难以准确获取到汇流条的位置，进而难以控制激光束精准打在汇流条上，最终难以保证汇流条与导电片的焊接质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种激光焊接系统，其详细技术方案如下：

一种激光焊接系统，用于将第一物体焊接至第二物体上，第一物体具有相对的第一边缘和第二边缘；激光焊接系统包括激光器、激光干涉仪、第一合束镜、振镜、场镜及控制器，其中：

第一合束镜与振镜同轴设置，场镜设置在振镜的反射光路上；

激光干涉仪发射的第一激光依次经第一合束镜、振镜和场镜入射至第一物体或第二物体上，控制器用于控制振镜实施对第一激光的调控，使得第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘；

激光干涉仪还用于接收按原路返回的由第一物体或第二物体反射的第一激光，并对比发射的第一激光和反射的第一激光以获得第一物体的位置信息；

激光器发射的第二激光依次经过第一合束镜、振镜和场镜，控制器还用于基于第一物体的位置信息控制振镜实施对第二激光的调控，使得经场镜聚焦后的第二激光入射至第一物体上，以将第一物体焊接至第二物体上。

可见，通过设置激光干涉仪，使激光干涉仪发射第一激光并还接收返回的第一激光，通过对比分析发射的第一激光和返回的第一激光的差异，激光干涉仪能够检测出物体表面的高低变化，由于第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘，从而激光干涉仪检测出的高的区域即为第一物体，低的区域即为第二物体，实现对第一物体的精准定位，进而控制器即可基于第一物体的位置信息精准控制振镜对激光器发射的第二激光实施调控，使得第二激光能够准确入射至第一物体上，将第一物体精准焊接至第二物体上，最终保证焊接质量，提高焊接效率。

在一些实施例中，激光干涉仪还用于在激光器发射第二激光的同时发射第一激光，激光干涉仪在焊接过程中对比发射的第一激光和反射的第一激光，对第一物体实施熔深检测，以获得第一物体的熔深信息。

在实施激光焊接过程中，通过控制激光干涉仪在激光器发射第二激光的同时发射第一激光，并接收返回的第一激光，实现了对第一物体在焊接过程中的实时熔深检测，有助于监测焊接质量。

在一些实施例中，激光干涉仪与激光器信号连接，激光器还用于基于熔深信息调整所述第二激光的发射功率。

激光干涉仪将获取到的第一物体的熔深信息提供给激光器，激光器基于熔深信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体的熔深能够一直保持在预定要求范围内，最终保证了焊接质量。

在一些实施例中，第一激光的波长为400nm～900nm，第二激光的波长为1060nm～1080nm。

通过将第一激光的波长和第二激光的波长设置为不同且差别较大，可避免第一激光与第二激光之间产生干扰。

在一些实施例中，激光焊接系统还包括温度检测组件，温度检测组件用于获取第一物体的焊接温度信息。

为了保证焊接质量，第二激光对第一物体的焊接温度需达到预定温度范围，如温度过低，无法使得第一物体的焊接位置点处充分熔化，从而无法保证第一物体被牢固地焊接在第二物体上，如温度过高，则可能对第一物体造成过烧损伤。通过设置温度检测组件，实现了对第一物体的焊接温度的自动获取，从而实现了对第一物体的焊接质量的监测。

在一些实施例中，温度检测组件包括第二合束镜和温度传感器，其中：第二合束镜、振镜及第一合束镜三者同轴设置，第一物体在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜、振镜后到达第二合束镜，或者第一物体在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜、振镜、第一合束镜后到达第二合束镜；第二合束镜用于将热辐射反射或透射至温度传感器，温度传感器用于对第一物体实施温度检测，以获得第一物体的焊接温度信息。

通过将温度检测组件设置成包括第二合束镜和温度传感器，并对第二合束镜和温度传感器的安装位置进行设置，可保证第一物体在焊接过程中反射的热辐射能够准确地进入至温度传感器内，从而获得第一物体的焊接温度信息。

在一些实施例中，温度传感器与激光器信号连接，激光器用于基于焊接温度信息调整第二激光的发射功率。

温度传感器将获取到的焊接温度信息提供给激光器，激光器基于焊接温度信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体的焊接温度能够一直保持在预定要求范围内，最终保证焊接质量。

在一些实施例中，第一物体为接线盒上的汇流条，第二物体为接线盒上的导电片。

通过激光干涉仪和振镜的配合，对包括汇流条的第一边缘和第二边缘在内的区域进行扫描，然后通过高度差分析来实施对汇流条的定位，相比于现有的采用视觉相机进行拍照定位，本发明的定位方式不受汇流条、接线盒的颜色相似性的影响，其能够保证对汇流条的定位精准度，从而提升汇流条的焊接质量。

在一些实施例中，激光焊接系统还包括焊后检测组件，焊后检测组件用于检测第一物体的焊接质量。

通过设置焊后检测组件，实现了对第一物体的焊接质量的检测。

在一些实施例中，焊后检测组件包括第三合束镜和CCD相机；第三合束镜、振镜及第一合束镜三者同轴设置，第三合束镜具有透射光路和反射光路；其中：CCD相机设置在第三合束镜的透射光路上，激光干涉仪或激光器设置在第三合束镜的反射光路上；或者，CCD相机设置在第三合束镜的反射光路上，激光干涉仪或激光器设置在第三合束镜的透射光路上；CCD相机用于拍摄第一物体的焊后图像。

通过将焊后检测组件设置成包括第三合束镜和CCD相机，并对第三合束镜和CCD相机的安装位置进行设置，可保证自完成焊接后的第一物体反射的可见光能够准确地进入至CCD相机内，从而获得第一物体的焊后图像。

本发明另一方面提供了一种激光焊接方法，其由上述任一项所述的激光焊接系统实施，该激光焊接方法包括：

控制激光干涉仪发射第一激光；

控制振镜实施对第一激光的调控，使得第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘；

激光干涉仪对比发射的第一激光和反射的第一激光以获得第一物体的位置信息；

控制激光器发射第二激光；

控制振镜基于第一物体的位置信息实施对第二激光的调控，使得经场镜聚焦后的第二激光入射至第一物体上，以将第一物体焊接至第二物体上。

可见，通过设置激光干涉仪，使激光干涉仪发射第一激光并还接收返回的第一激光，通过对比分析发射的第一激光和返回的第一激光的差异，激光干涉仪能够检测出物体表面的高低变化，由于第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘，从而激光干涉仪检测出的高的区域即为第一物体，低的区域即为第二物体，实现对第一物体的精准定位，进而控制器即可基于第一物体的位置信息精准控制振镜对激光器发射的第二激光实施调控，使得第二激光能够准确入射至第一物体上，将第一物体精准焊接至第二物体上，最终保证焊接质量，提高焊接效率。

在一些实施例中，在控制激光器发射第二激光的同时，激光焊接方法还包括：控制激光干涉仪发射第一激光，激光干涉仪对比发射的第一激光和反射的第一激光，实施对第一物体的熔深检测，以获得第一物体的熔深信息。

在实施激光焊接过程中，通过控制激光干涉仪在激光器发射第二激光的同时发射第一激光，并接收返回的第一激光，实现了对第一物体在焊接过程中的实时熔深检测，有助于监测焊接质量。

在一些实施例中，在获得第一物体的熔深信息之后，激光焊接方法还包括：激光器基于熔深信息调整第二激光的发射功率。

激光器基于熔深信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体的熔深能够一直保持在预定要求范围内，最终保证了焊接质量。

在一些实施例中，激光焊接方法还包括：控制温度传感器对第一物体实施温度检测，获得第一物体的焊接温度信息；激光器基于焊接温度信息调整第二激光的发射功率。

激光器基于焊接温度信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体的焊接温度能够一直保持在预定要求范围内，最终保证焊接质量。

在一些实施例中，激光焊接方法还包括：在将第一物体焊接至第二物体上后，激光焊接方法还包括：控制CCD相机对第一物体进行拍照，获得第一物体的焊后图像。

通过控制CCD相机对第一物体进行拍照，实现了对第一物体的焊接质量的检测。

附图说明

图1为本发明第一个实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图2为本发明第二个实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图3为本发明第三个实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图4为本发明第四个实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图5为本发明第五个实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图6为本发明第六个实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图7为本发明第七个实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图1至图7中包括：

激光器1、激光干涉仪2、第一合束镜3、振镜4、场镜5、第二合束镜6、温度传感器7、控制器8、第三合束镜9、CCD相机10；

第一物体100、第二物体200。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的激光焊接系统，用于将第一物体焊接至第二物体上，第一物体具有相对的第一边缘和第二边缘。

如图1至图4所示，本发明的激光焊接系统至少包括激光器1、激光干涉仪2、第一合束镜3、振镜4、场镜5及控制器8，其中：

第一合束镜3与振镜4同轴设置，场镜5设置在振镜4的反射光路上。

激光干涉仪2发射的第一激光依次经第一合束镜3、振镜4和场镜5入射至第一物体100或第二物体200上，控制器8用于控制振镜4实施对第一激光的调控，使得第一激光的扫描范围覆盖第一物体100的第一边缘和第二边缘。

激光干涉仪2还用于接收按原路返回的由第一物体100或第二物体200反射的第一激光，并对比发射的第一激光和反射的第一激光以获得第一物体的位置信息。

激光器1发射的第二激光依次经过第一合束镜3、振镜4和场镜5，控制器8还用于基于第一物体的位置信息控制振镜4实施对第二激光的调控，使得经场镜5聚焦后的第二激光入射至第一物体100上，以将第一物体100焊接至第二物体200上。

可见，通过设置激光干涉仪，使激光干涉仪发射第一激光并还接收返回的第一激光，通过对比分析发射的第一激光和返回的第一激光的差异，激光干涉仪能够检测出物体表面的高低变化，由于第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘，从而激光干涉仪扫描结束后即可检测出扫描区域内的高低区域，其中高的区域即为第一物体，低的区域即为第二物体，实现对第一物体的精准定位，进而控制器即可基于第一物体的位置信息精准控制振镜对激光器发射的第二激光实施调控，使得第二激光能够准确入射至第一物体上，将第一物体精准焊接至第二物体上，最终保证焊接质量，提高焊接效率。

需要进行说明的是，采用激光干涉仪检测物体表面的高低，为本领域技术人员所熟知的成熟技术，其是通过激光干涉仪内部的计算来比对激光干涉仪发射的激光和反射回来的激光之间的差异，从而计算出物体表面的高低变化。本发明中，第一物体的上表面高于第二物体的上表面，激光干涉仪通过扫描第一物体和第二物体的上表面，即能通过高度差实施对第一物体的定位。激光干涉仪可采用市面上的已有型号，例如可以是SJ6000。

本发明的激光焊接系统适合于将接线盒上的汇流条焊接至接线盒的导电片上，即，第一物体为接线盒上的汇流条，第二物体为接线盒上的导电片，第一物体的第一边缘和第二边缘分别为汇流条宽度方向的两侧边缘。

通过激光干涉仪和振镜的配合，对包括汇流条的第一边缘和第二边缘在内的区域进行扫描，从而完成对汇流条的定位，相比于采用视觉相机进行拍照定位，本发明的定位方式不受汇流条、接线盒的颜色相似性的影响，其能够保证对汇流条的定位精准度，从而最终提升汇流条的焊接质量。

下文将通过四个实施例，对本发明的激光焊接系统进行示例性描述。

第一实施例

如图1所示，本发明实施例中的激光焊接系统包括激光器1、激光干涉仪2、第一合束镜3、振镜4、场镜5及控制器8，其中：

第一合束镜3与振镜4同轴设置，场镜5设置在振镜4的反射光路上。

第一合束镜3具有透射光路和反射光路，其中，激光器1设置在第一合束镜3的透射光路上，激光干涉仪2设置在第一合束镜3的反射光路上。

本发明实施例中的激光焊接系统的工作过程如下：

首先，实施对第一物体100的定位，具体为：

激光干涉仪2发射第一激光，第一合束镜3将第一激光反射至振镜4内。

控制器8控制振镜4实施对第一激光的调控，使得第一激光的扫描范围覆盖第一物体100的第一边缘和第二边缘。与此同时，自第一物体100或第二物体200反射的第一激光原路返回至激光干涉仪2内。

激光干涉仪2通过比对第一激光和反射回来的第一激光，实施对第一物体100的定位。

接着，实施激光焊接，具体为：

激光器1发射第二激光，第二激光透过第一合束镜3后进入振镜4。

控制器8基于第一物体100的位置信息控制振镜4实施对第二激光的调控，使得经场镜5聚焦后的第二激光入射至第一物体100上，从而将第一物体100焊接至第二物体200上。

在实施激光焊接过程中，第一物体100的熔深需满足预定要求，方能保证焊接质量。因此，可以通过获取第一物体100的熔深信息，实施对第一物体100的焊接质量的检测。

为了实施对第一物体100的熔深检测，可选的，在实施激光焊接过程中，也就是在激光器1发射第二激光的同时，激光干涉仪2继续发射第一激光。激光干涉仪2通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光，对第一物体100实施熔深检测，从而获得第一物体100的熔深信息。根据第一物体100的熔深信息，可判断焊接质量。

熔深检测的基本原理与上文中的对第一物体100的定位原理类似，其通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光之间的差异，计算出焊接位置的高度差，来获得第一物体100的熔深信息。

可选的，激光干涉仪2与激光器1信号连接。激光干涉仪2将获取到的第一物体100的熔深信息提供给激光器1，激光器1基于熔深信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体的熔深一直保持在预定要求范围内，保证焊接质量。

如，当熔深信息显示第一物体100的熔深过大时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当熔深信息显示第一物体100的熔深过小时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

为了避免激光干涉仪2发射的第一激光与激光器1发射的第二激光之间产生干扰，可选的，第一激光的波长被设置为400nm～900nm，第二激光的波长被设置为1060nm～1080nm。

为了保证焊接质量，第二激光对第一物体100的焊接温度需达到预定温度范围，如温度过低，无法使得第一物体100的焊接位置点处充分熔化，从而无法保证第一物体100被牢固地焊接在第二物体200上，如温度过高，则可能对第一物体100造成过烧损伤。因此，可以通过获取第一物体100的焊接温度，实施对第一物体100的焊接质量的检测。为了获取第一物体100的焊接温度，可选的，本发明实施例中的激光焊接系统还包括温度检测组件，温度检测组件用于获取第一物体100的焊接温度信息。

如图1所示，本实施例中的温度检测组件包括第二合束镜6和温度传感器7，其中：第二合束镜6、振镜4及第一合束镜3三者同轴设置。

第二合束镜6具有透射光路和反射光路，其中，温度传感器7设置在第二合束镜6的反射光路上，激光器1设置在第二合束镜6的透射光路上。

本实施例中的温度检测组件对第一物体100的焊接温度检测过程如下：

第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。

第二合束镜6将热辐射反射至温度传感器7，温度传感器7通过检测热辐射，获得第一物体100的焊接温度信息。

如图1所示，第一合束镜3设置在第二合束镜6与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。在另一种实施方式中，还可以将第二合束镜6设置在第一合束镜3与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4后到达第二合束镜6。

可选的，温度传感器7与激光器1信号连接。温度传感器7将获取到的第一物体100的焊接温度信息提供给激光器1，激光器1基于第一物体100的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体10的焊接温度满足预定要求，从而保证焊接质量。

如，当焊接温度信息显示第一物体100的焊接温度过高时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当焊接温度显示第一物体100的焊接温度过低时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

需要说明的是，激光器1可以基于温度传感器7检测的第一物体的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，也可以基于激光干涉仪2检测的熔深信息调整第二激光的发射功率，二者择一选择。

第二实施例

如图2所示，本发明实施例中的激光焊接系统包括激光器1、激光干涉仪2、第一合束镜3、振镜4、场镜5及控制器8，其中：

第一合束镜3与振镜4同轴设置，场镜5设置在振镜4的反射光路上。第一合束镜3具有透射光路和反射光路，其中，激光器1设置在第一合束镜3的反射光路上，激光干涉仪2设置在第一合束镜3的透射光路上。

本发明实施例中的激光焊接系统的工作过程如下：

首先，实施对第一物体100的定位，具体为：

激光干涉仪2发射第一激光，第一激光透过第一合束镜后进入振镜4内。

控制器8控制振镜4实施对第一激光的调控，使得经场镜5聚焦后的第一激光的扫描范围覆盖第一物体100的第一边缘和第二边缘。与此同时，自第一物体100或第二物体200反射的第一激光原路返回至激光干涉仪2内。

激光干涉仪2通过比对第一激光和反射回来的第一激光，实施对第一物体100的定位。

接着，实施激光焊接，具体为：

激光器1朝向第一合束镜3发射第二激光，第一合束镜3将第二激光反射至振镜4内。

控制器8基于第一物体100的位置信息控制振镜4实施对第二激光的调控，使得经场镜5聚焦后的第二激光入射至第一物体100上，从而将第一物体100焊接至第二物体200上。

在实施激光焊接过程中，第一物体100的熔深需满足预定要求，方能保证焊接质量。因此，可以通过获取第一物体100熔深信息，实施对第一物体100的焊接质量的检测。

为了实施对第一物体100的熔深检测，可选的，在实施激光焊接过程中，也就是在控制激光器1发射第二激光的同时，激光干涉仪2继续发射第一激光。激光干涉仪2通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光，对第一物体100实施熔深检测，从而获得第一物体100的熔深信息。根据第一物体100的熔深信息，可判断焊接质量。

熔深检测的基本原理与上文中的对第一物体100的定位原理类似，其通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光之间的差异，计算出焊接位置的高度差，来获得第一物体100的熔深信息。

可选的，激光干涉仪2与激光器1信号连接。激光干涉仪2将获取到的第一物体100的熔深信息提供给激光器1，激光器1基于熔深信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体的熔深一直保持在预定要求范围内，保证焊接质量。

如，当熔深信息显示第一物体100的熔深过大时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当熔深信息显示第一物体100的熔深过小时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

为了避免激光干涉仪2发射的第一激光与激光器1发射的第二激光之间产生干扰，可选的，第一激光的波长被设置为400nm～900nm，第二激光的波长被设置为1060nm～1080nm。

为了保证焊接质量，第二激光对第一物体100的焊接温度需达到预定温度范围，如温度过低，无法使得第一物体100的焊接位置点处充分熔化，从而无法保证第一物体100被牢固地焊接在第二物体200上，如温度过高，则可能对第一物体100造成过烧损伤。因此，可以通过获取第一物体100的焊接温度，实施对第一物体100的焊接质量的检测。为了获取第一物体100的焊接温度，可选的，本发明实施例中的激光焊接系统还包括温度检测组件，温度检测组件用于获取第一物体100的焊接温度信息。

如图2所示，本实施例中的温度检测组件包括第二合束镜6和温度传感器7，其中：第二合束镜6、振镜4及第一合束镜3三者同轴设置。

第二合束镜6具有透射光路和反射光路，其中，温度传感器7设置在第二合束镜6的反射光路上，激光干涉仪2设置在第二合束镜6的透射光路上。

本实施例中的温度检测组件对第一物体的焊接温度检测过程如下：

第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。

第二合束镜6将热辐射反射至温度传感器7，温度传感器7通过检测热辐射，获得第一物体100的焊接温度信息。

如图2所示，第一合束镜3设置在第二合束镜6与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。在另一种实施方式中，还可以将第二合束镜6设置在第一合束镜3与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4后到达第二合束镜6。

可选的，温度传感器7与激光器1信号连接。温度传感器7将获取到的第一物体100的焊接温度信息提供给激光器1，激光器1基于第一物体100的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体10的焊接温度满足预定要求，从而保证焊接质量。

如，当焊接温度信息显示第一物体100的焊接温度过高时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当焊接温度显示第一物体100的焊接温度过低时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

需要说明的是，激光器1可以基于温度传感器7检测的第一物体的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，也可以基于激光干涉仪2检测的熔深信息调整第二激光的发射功率，二者择一选择。

第三实施例

如图3所示，本发明实施例中的激光焊接系统包括激光器1、激光干涉仪2、第一合束镜3、振镜4、场镜5及控制器8，其中：

第一合束镜3与振镜4同轴设置，场镜5设置在振镜4的反射光路上。

第一合束镜3具有透射光路和反射光路，其中，激光器1设置在第一合束镜3的透射光路上，激光干涉仪2设置在第一合束镜3的反射光路上。

本发明实施例中的激光焊接系统的工作过程如下：

首先，实施对第一物体100的定位，具体为：

激光干涉仪2朝向第一合束镜3第一发射第一激光，第一合束镜3将第一激光反射至振镜4内。

控制器8控制振镜4实施对第一激光的调控，使得经场镜5聚焦后的第一激光的扫描范围覆盖第一物体100的第一边缘和第二边缘。与此同时，自第一物体100或第二物体200反射的第一激光原路返回至激光干涉仪2内。

激光干涉仪2通过比对第一激光和反射回来的第一激光，实施对第一物体100的定位。

接着，实施激光焊接，具体为：

激光器1发射第二激光，第二激光透过第一合束镜3后进入振镜4。

控制器8基于第一物体100的位置信息控制振镜4实施对第二激光的调控，使得经场镜5聚焦后的第二激光入射至第一物体100上，从而将第一物体100焊接至第二物体200上。

在实施激光焊接过程中，第一物体100的熔深需满足预定要求，方能保证焊接质量。因此，可以通过获取第一物体100熔深信息，实施对第一物体100的焊接质量的检测。

为了实施对第一物体100的熔深检测，可选的，在实施激光焊接过程中，也就是在控制激光器1发射第二激光的同时，激光干涉仪2继续发射第一激光。激光干涉仪2通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光，对第一物体100实施熔深检测，从而获得第一物体100的熔深信息。根据第一物体100的熔深信息，可判断焊接质量。

熔深检测的基本原理与上文中的对第一物体100的定位原理类似，其通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光之间的差异，计算出焊接位置的高度差，来获得第一物体100的熔深信息。

可选的，激光干涉仪2与激光器1信号连接。激光干涉仪2将获取到的第一物体100的熔深信息提供给激光器1，激光器1基于熔深信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体100的熔深一直保持在预定要求范围内，保证焊接质量。

如，当熔深信息显示第一物体100的熔深过大时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当熔深信息显示第一物体100的熔深过小时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

为了避免激光干涉仪2发射的第一激光与激光器1发射的第二激光之间产生干扰，可选的，第一激光的波长被设置为400nm～900nm，第二激光的波长被设置为1060nm～1080nm。

为了保证焊接质量，第二激光对第一物体100的焊接温度需达到预定温度范围，如温度过低，无法使得第一物体100的焊接位置点处充分熔化，从而无法保证第一物体100被牢固地焊接在第二物体200上，如温度过高，则可能对第一物体100造成过烧损伤。因此，可以通过获取第一物体100的焊接温度，实施对第一物体100的焊接质量的检测。为了获取第一物体100的焊接温度，可选的，本发明实施例中的激光焊接系统还包括温度检测组件，温度检测组件用于获取第一物体100的焊接温度信息。

如图3所示，本实施例中的温度检测组件包括第二合束镜6和温度传感器7，其中：第二合束镜6、振镜4及第一合束镜3三者同轴设置。

第二合束镜6具有透射光路和反射光路，其中，温度传感器7设置在第二合束镜6的透射光路上，激光器1设置在第二合束镜6的反射光路上。即，本实施例中，激光器1朝向第二合束镜6发射第二激光，第二合束镜6将第二激光沿第一合束镜3的透射光路反射至第一合束镜3内。

本实施例中的温度检测组件对第一物体100的焊接温度检测过程如下：

第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。

第二合束镜6用于将热辐射透射至温度传感器7，温度传感器7通过检测热辐射，获得第一物体100的焊接温度信息。

如图3所示，第一合束镜3设置在第二合束镜6与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。在另一种实施方式中，还可以将第二合束镜6设置在第一合束镜3与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4后到达第二合束镜6。

可选的，温度传感器7与激光器1信号连接。温度传感器7将获取到的第一物体100的焊接温度信息提供给激光器1，激光器1基于第一物体100的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体10的焊接温度满足预定要求，从而保证焊接质量。

如，当焊接温度信息显示第一物体100的焊接温度过高时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当焊接温度显示第一物体100的焊接温度过低时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

需要说明的是，激光器1可以基于温度传感器7检测的第一物体的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，也可以基于激光干涉仪2检测的熔深信息调整第二激光的发射功率，二者择一选择。

第四实施例

如图4所示，本发明实施例中的激光焊接系统包括激光器1、激光干涉仪2、第一合束镜3、振镜4、场镜5及控制器8，其中：

第一合束镜3与振镜4同轴设置，场镜5设置在振镜4的反射光路上。第一合束镜3具有透射光路和反射光路，其中，激光器1设置在第一合束镜3的反射光路上，激光干涉仪2设置在第一合束镜3的透射光路上。

本发明实施例中的激光焊接系统的工作过程如下：

首先，实施对第一物体100的定位，具体为：

激光干涉仪2发射第一激光，第一激光透过第一合束镜3后进入振镜4内。

控制器8控制振镜4实施对第一激光的调控，使得经场镜5聚焦后的第一激光的扫描范围覆盖第一物体100的第一边缘和第二边缘。与此同时，自第一物体100或第二物体200反射的第一激光原路返回至激光干涉仪2内。

激光干涉仪2通过比对第一激光和反射回来的第一激光，实施对第一物体100的定位。

接着，实施激光焊接，具体为：

激光器1朝向第一合束镜3发射第二激光，第一合束镜3将第二激光反射至振镜4内。

控制器8基于第一物体100的位置信息控制振镜4实施对第二激光的调控，使得经场镜4聚焦后的第二激光入射至第一物体100上，从而将第一物体100焊接至第二物体200上。

在实施激光焊接过程中，第一物体100的熔深需满足预定要求，方能保证焊接质量。因此，可以通过获取第一物体100熔深信息，实施对第一物体100的焊接质量的检测。

为了实施对第一物体100的熔深检测，可选的，在实施激光焊接过程中，也就是在控制激光器1发射第二激光的同时，激光干涉仪2继续发射第一激光。激光干涉仪2通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光，对第一物体100实施熔深检测，从而获得第一物体100的熔深信息。根据第一物体100的熔深信息，可判断焊接质量。

熔深检测的基本原理与上文中的对第一物体100的定位原理类似，其通过对比发射出的第一激光和反射回来的第一激光之间的差异，计算出焊接位置的高度差，来获得第一物体100的熔深信息。

可选的，激光干涉仪2与激光器1信号连接。激光干涉仪2将获取到的第一物体100的熔深信息提供给激光器1，激光器1基于熔深信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体100的熔深一直保持在预定要求范围内，保证焊接质量。

如，当熔深信息显示第一物体100的熔深过大时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当熔深信息显示第一物体100的熔深过小时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

为了避免激光干涉仪2发射的第一激光与激光器1发射的第二激光之间产生干扰，可选的，第一激光的波长被设置为400nm～900nm，第二激光的波长被设置为1060nm～1080nm。

为了保证焊接质量，第二激光对第一物体100的焊接温度需达到预定温度范围，如温度过低，无法使得第一物体100的焊接位置点充分熔化，从而无法保证第一物体100被牢固地焊接在第二物体200上，如温度过高，则可能对第一物体100造成过烧损伤。因此，可以通过获取第一物体100的焊接温度，实施对第一物体100的焊接质量的检测。为了获取第一物体100的焊接温度，可选的，本发明实施例中的激光焊接系统还包括温度检测组件，温度检测组件用于获取第一物体100的焊接温度信息。

如图4所示，本实施例中的温度检测组件包括第二合束镜6和温度传感器7，其中：第二合束镜6、振镜4及第一合束镜3三者同轴设置。

第二合束镜6具有透射光路和反射光路，其中，温度传感器7设置在第二合束镜6的透射光路上，激光干涉仪2设置在第二合束镜6的反射光路上。即，本实施例中，激光干涉仪2朝向第二合束镜6发射第一激光，第二合束镜6将第一激光沿第一合束镜3的透射光路反射至第一合束镜3内。

本实施例中的温度检测组件对第一物体的焊接温度检测过程如下：

第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。

第二合束镜6用于将热辐射透射至温度传感器7，温度传感器7通过检测热辐射，获得第一物体100的焊接温度信息。

如图4所示，第一合束镜3设置在第二合束镜6与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第二合束镜6。在另一种实施方式中，还可以将第二合束镜6设置在第一合束镜3与振镜4之间，此时，第一物体100在焊接过程中反射的热辐射依次经过场镜5、振镜4后到达第二合束镜6。

可选的，温度传感器7与激光器1信号连接。温度传感器7将获取到的第一物体100的焊接温度信息提供给激光器1，激光器1基于第一物体100的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，从而使得第一物体100的焊接温度满足预定要求，从而保证焊接质量。

如，当焊接温度信息显示第一物体100的焊接温度过高时，激光器1调低其第二激光的发射功率。而当焊接温度显示第一物体100的焊接温度过低时，激光器1调高其第二激光的发射功率。

需要说明的是，激光器1可以基于温度传感器7检测的第一物体的焊接温度信息调整第二激光的发射功率，也可以基于激光干涉仪2检测的熔深信息调整第二激光的发射功率，二者择一选择。

第五实施例

本实施例中的激光焊接系统与上述各实施中的激光焊接系统存在的区别在于，本实施例中的激光焊接系统还包括用于检测第一物体100的焊接质量的焊后检测组件。

如图5所示，可选的，通过将焊后检测组件直接加入至第一实施例中的激光焊接系统中，可获得本实施例的激光焊接系统。具体的，焊后检测组件包括第三合束镜9和CCD相机10，其中，第三合束镜9、振镜4及第一合束镜3三者同轴设置，第三合束镜9具有透射光路和反射光路。CCD相机10设置在第三合束镜9的反射光路上，激光器1设置在第三合束镜9的透射光路上。

焊后检测组件对第一物体100的焊后质量检测过程如下：

焊接完成后的第一物体100反射的可见光依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第三合束镜9。

第三合束镜9将可见光反射至CCD相机10，CCD相机10获得第一物体100的焊后图像。通过对第一物体100的焊后图像实施分析，即可实施对第一物体100的焊后质量检测。

本实施例中的激光焊接系统中的其他组件的工作过程均与上述第一实施例相同，为了描述简洁，此处不再赘述。

当然，也可以将上述的由第三合束镜9和CCD相机10组成的焊后检测组件直接加入至第二实施例、第三实施例及第四实施例中的激光焊接系统中，以获得本实施例的具备焊后质量检测功能的激光焊接系统。

第六实施例

如图6所示，本实施例中的激光焊接系统的结构与上文中的第三实施例中的激光焊接系统的结构相似。

与上文中的第三实施例中的激光焊接系统相比，本实施例中的激光焊接系统存在的区别在于：本实施例中的激光焊接系统中未设置温度检测组件，本实施例中的激光焊接系统中设置有焊后检测组件。

如图6所示，焊后检测组件包括第三合束镜9和CCD相机10，其中，第三合束镜9、振镜4及第一合束镜3三者同轴设置，第三合束镜9具有透射光路和反射光路。CCD相机10设置在第三合束镜9的透射光路上，激光器1设置在第三合束镜9的反射光路上。

焊后检测组件对第一物体100的焊后质量检测过程如下：

焊接完成后的第一物体100反射的可见光依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第三合束镜9。

第三合束镜9将可见光透射至CCD相机10，CCD相机10获得第一物体100的焊后图像。通过对第一物体100的焊后图像实施分析，即可实施对第一物体100的焊后质量检测。

本实施例的激光焊接系统中的其他组件的工作过程均与上述第三实施例相似，为了描述简洁，此处不再赘述。

第七实施例

如图7所示，本实施例中的激光焊接系统的结构与上文中的第四实施例中的激光焊接系统的结构相似。

与上文中的第四实施例中的激光焊接系统相比，本实施例中的激光焊接系统存在的区别在于：本实施例中的激光焊接系统未设置温度检测组件，本实施例中的激光焊接系统设置有焊后检测组件。

如图7所示，焊后检测组件包括第三合束镜9和CCD相机10，其中，第三合束镜9、振镜4及第一合束镜3三者同轴设置，第三合束镜9具有透射光路和反射光路。CCD相机10设置在第三合束镜9的透射光路上，激光干涉仪2设置在第三合束镜9的反射光路上。

焊后检测组件对第一物体100的焊后质量检测过程如下：

焊接完成后的第一物体100反射的可见光依次经过场镜5、振镜4及第一合束镜3后到达第三合束镜9。

第三合束镜9将可见光透射至CCD相机10，CCD相机10获得第一物体100的焊后图像。通过对第一物体100的焊后图像实施分析，即可实施对第一物体100的焊后质量检测。

本实施例的激光焊接系统中的其他组件的工作过程均与上述第四实施例相似，为了描述简洁，此处不再赘述。

本发明还提供了一种激光焊接方法，其用于将第一物体焊接至第二物体上，第一物体具有相对的第一边缘和第二边缘，本发明的激光焊接方法可由上述任一实施例提供的激光焊接系统来实施例。

本发明实施例中的激光焊接方法包括如下步骤：

S1、控制激光干涉仪发射第一激光。

S1、控制振镜实施对第一激光的调控，使得第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘。

S3、控制激光器发射第二激光。

S4、控制振镜基于第一物体的位置信息实施对第二激光的调控，使得经场镜聚焦后的第二激光入射至第一物体上，以将第一物体焊接至第二物体上。

可见，通过控制激光干涉仪发射第一激光并还接收返回的第一激光，通过对比分析发射的第一激光和返回的第一激光的差异，激光干涉仪能够检测出物体表面的高低变化，由于第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘，从而激光干涉仪扫描结束后即可检测出扫描区域内的高低区域，其中高的区域即为第一物体，低的区域即为第二物体，实现对第一物体的精准定位，进而即可基于第一物体的位置信息精准控制振镜对激光器发射的第二激光实施调控，使得第二激光能够准确入射至第一物体上，将第一物体精准焊接至第二物体上，最终保证焊接质量，提高焊接效率。

在实施激光焊接过程中，第一物体的被扫描位置处的熔深需满足预定要求，方能保证焊接质量。因此，可以通过获取第一物体的熔深信息，实施对第一物体的焊接质量的检测。

鉴于此，可选的，在控制激光器发射第二激光的同时，本发明实施例中的激光焊接方法还包括：

控制激光干涉仪发射第一激光，激光干涉仪对比发射的第一激光和反射的第一激光，实施对第一物体的熔深检测，以获得第一物体的熔深信息。

在获得第一物体的熔深信息之后，可选的，本发明实施例中的激光焊接方法还包括：激光器基于熔深信息调整第二激光的发射功率。

如此，可使得第一物体的熔深满足预定要求，最终保证了焊接质量。如，当熔深信息显示第一物体的熔深过大时，激光器调低其第二激光的发射功率。而当熔深信息显示第一物体的熔深过小时，激光器调高其第二激光的发射功率。

为了保证焊接质量，第二激光对第一物体的焊接温度需达到预定温度范围，如温度过低，无法使得第一物体的焊接位置点处充分熔化，从而无法保证第一物体被牢固地焊接在第二物体上，如温度过高，则可能对第一物体造成过烧损伤。

鉴于此，可选的，本发明实施例中的激光焊接方法还包括：

控制温度传感器对第一物体实施温度检测，获得第一物体的焊接温度信息；

激光器基于焊接温度信息调整第二激光的发射功率。

如此，可使得第一物体的焊接温度满足预定要求，最终保证焊接质量。

可选的，在将第一物体焊接至第二物体上后，本发明实施例中的激光焊接方法还包括：控制CCD相机对第一物体进行拍照，获得第一物体的焊后图像。

通过对第一物体的焊后图像进行分析，可完成对第一物体的焊接质量的检测。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (15)

1.一种激光焊接系统，其特征在于，所述激光焊接系统用于将第一物体焊接至第二物体上，所述第一物体具有相对的第一边缘和第二边缘；所述激光焊接系统包括激光器、激光干涉仪、第一合束镜、振镜、场镜及控制器，其中：

所述第一合束镜与所述振镜同轴设置，所述场镜设置在所述振镜的反射光路上；

所述激光干涉仪发射的第一激光依次经所述第一合束镜、所述振镜和所述场镜入射至所述第一物体或所述第二物体上，所述控制器用于控制所述振镜实施对所述第一激光的调控，使得所述第一激光的扫描范围覆盖所述第一物体的第一边缘和第二边缘；

所述激光干涉仪还用于接收按原路返回的由所述第一物体或所述第二物体反射的第一激光，并对比发射的第一激光和反射的第一激光以获得所述第一物体的位置信息；

所述激光器发射的第二激光依次经过所述第一合束镜、所述振镜和所述场镜，所述控制器还用于基于所述第一物体的位置信息控制所述振镜实施对所述第二激光的调控，使得经所述场镜聚焦后的所述第二激光入射至所述第一物体上，以将所述第一物体焊接至所述第二物体上。

2.如权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述激光干涉仪还用于在所述激光器发射所述第二激光的同时发射所述第一激光，所述激光干涉仪在焊接过程中对比发射的第一激光和反射的第一激光，对所述第一物体实施熔深检测，以获得所述第一物体的熔深信息。

3.如权利要求2所述的激光焊接系统，其特征在于，所述激光干涉仪与所述激光器信号连接，所述激光器还用于基于所述熔深信息调整所述第二激光的发射功率。

4.如权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述第一激光的波长为400nm～900nm，所述第二激光的波长为1060nm～1080nm。

5.如权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述激光焊接系统还包括温度检测组件，所述温度检测组件用于获取所述第一物体的焊接温度信息。

6.如权利要求5所述的激光焊接系统，其特征在于，所述温度检测组件包括第二合束镜和温度传感器，其中：

所述第二合束镜、所述振镜及所述第一合束镜三者同轴设置，所述第一物体在焊接过程中反射的热辐射依次经过所述场镜、所述振镜后到达所述第二合束镜，或者所述第一物体在焊接过程中反射的热辐射依次经过所述场镜、所述振镜、所述第一合束镜后到达所述第二合束镜；

所述第二合束镜用于将所述热辐射反射或透射至所述温度传感器，所述温度传感器用于对所述第一物体实施温度检测，以获得所述第一物体的焊接温度信息。

7.如权利要求6所述的激光焊接系统，其特征在于，所述温度传感器与所述激光器信号连接，所述激光器用于基于所述焊接温度信息调整所述第二激光的发射功率。

8.如权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述第一物体为接线盒上的汇流条，所述第二物体为接线盒上的导电片。

9.如权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述激光焊接系统还包括焊后检测组件，所述焊后检测组件用于检测所述第一物体的焊接质量。

10.如权利要求9所述的激光焊接系统，其特征在于，所述焊后检测组件包括第三合束镜和CCD相机；

所述第三合束镜、所述振镜及所述第一合束镜三者同轴设置，所述第三合束镜具有透射光路和反射光路；其中：

所述CCD相机设置在所述第三合束镜的透射光路上，所述激光干涉仪或所述激光器设置在所述第三合束镜的反射光路上；或者，所述CCD相机设置在所述第三合束镜的反射光路上，所述激光干涉仪或所述激光器设置在所述第三合束镜的透射光路上；

所述CCD相机用于拍摄所述第一物体的焊后图像。

11.一种激光焊接方法，其特征在于，由权利要求1至10任一项所述的激光焊接系统实施，所述激光焊接方法包括：

控制激光干涉仪发射第一激光；

控制振镜实施对第一激光的调控，使得第一激光的扫描范围覆盖第一物体的第一边缘和第二边缘；

激光干涉仪对比发射的第一激光和反射的第一激光以获得第一物体的位置信息；

控制激光器发射第二激光；

控制振镜基于第一物体的位置信息实施对第二激光的调控，使得经场镜聚焦后的第二激光入射至第一物体上，以将第一物体焊接至第二物体上。

12.如权利要求11所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述控制激光器发射第二激光的同时，所述激光焊接方法还包括：

控制激光干涉仪发射第一激光，所述激光干涉仪对比发射的第一激光和反射的第一激光，实施对第一物体的熔深检测，以获得第一物体的熔深信息。

13.如权利要求12所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述获得第一物体的熔深信息之后，所述激光焊接方法还包括：激光器基于熔深信息调整第二激光的发射功率。

14.如权利要求11所述的激光焊接方法，其特征在于，由权利要求6所述的激光焊接系统实施，所述激光焊接方法还包括：

控制温度传感器对第一物体实施温度检测，获得第一物体的焊接温度信息；

激光器基于焊接温度信息调整第二激光的发射功率。

15.如权利要求11所述的激光焊接方法，其特征在于，由权利要求10所述的激光焊接系统实施，在所述将第一物体焊接至第二物体上后，所述激光焊接方法还包括：控制CCD相机对第一物体进行拍照，获得第一物体的焊后图像。

Images