CN217224055U - 激光焊接系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光焊接系统，属于焊接技术领域。激光焊接系统包括：激光焊接装置，用于对工件的焊接区域进行激光焊接；监测装置，与所述激光焊接装置连接，用于监测目标信息，并根据所述目标信息输出激光焊接监测结果，其中，所述目标信息包括以下至少一项：所述焊接区域的外观信息；所述焊接区域在焊接中的光电信号。本申请的激光焊接系统可以在焊接的同时实现焊接的同步监测，无需额外布置焊接监测工位，从而可以降低焊监测成本。

Description

激光焊接系统

技术领域

本申请涉及焊接技术领域，特别是涉及一种激光焊接系统。

背景技术

激光焊接技术以其精确、热影响区域小和高效的优势已成为焊接领域的重要技术。为提高激光焊接质量，可以对焊缝质量进行监测。

在现有技术中，为实现焊接监测，需要布置专门的焊接监测工位，导致焊接监测成本较高。

实用新型内容

本申请提供一种激光焊接系统，能够解决现有技术中因需要布局焊接监测工位，导致焊接监测成本较高的问题。

本申请提供一种激光焊接系统，包括：

激光焊接装置，用于对工件的焊接区域进行激光焊接；

监测装置，与所述激光焊接装置连接，用于监测目标信息，并根据所述目标信息输出激光焊接监测结果，其中，所述目标信息包括以下至少一项：所述焊接区域的外观信息；所述焊接区域在焊接中的光电信号。

根据本申请的一个实施例，所述焊接区域的外观信息包括以下至少一项：所述焊接区域在焊接前的外观信息；所述焊接区域在焊接中的外观信息；所述焊接区域在焊接后的外观信息。

根据本申请的一个实施例，所述监测装置包括以下至少一项：

第一监测组件 ，用于监测所述焊接区域的外观信息；

第二监测组件， 与所述第一监测组件连接，用于监测所述焊接区域在焊接过程中的光电信号。

根据本申请的一个实施例，所述第一监测组件用于在所述激光焊接装置对所述焊接区域进行焊接之前，监测所述焊接区域是否存在焊缝，并在所述焊接区域存在焊缝的情况下，将所述焊缝的信息发送至所述第二监测组件；

所述第二监测组件还用于根据所述焊缝的信息，对所述光电信号进行补偿，并根据补偿后的所述光电信号输出激光焊接监测结果。

根据本申请的一个实施例，所述第二监测组件还用于在所述光电信号出现异常的情况下，根据异常的光电信号确定所述焊接区域的缺陷类型，并将所述缺陷类型发送至所述第一监测组件；

所述第一监测组件用于根据所述缺陷类型监测所述焊接区域的缺陷外观，确定所述缺陷外观是否合格，得到确定结果，并根据所述确定结果输出激光焊接监测结果。

根据本申请的一个实施例，所述第一监测组件用于在所述激光焊接装置完成对所述焊接区域的焊接之后，监测所述焊接区域的焊缝偏移程度，并将所述焊缝偏移程度发送至所述第二监测组件；

所述第二监测组件还用于根据所述焊缝偏移程度，对所述光电信号进行补偿，并根据补偿后的所述光电信号输出激光焊接监测结果。

根据本申请的一个实施例，所述第一监测组件分别与所述激光焊接装置、所述第二监测组件连接。

根据本申请的一个实施例，所述第一监测组件为视觉监测组件，所述第二监测组件为光电监测组件。

根据本申请的一个实施例，所述视觉监测组件包括：

第一壳体，与所述第二监测组件连接；

成像组件，设置于所述第一壳体内，用于监测所述焊接区域的外观信息。

根据本申请的一个实施例，所述成像组件为以下任一项：CCD相机、CMOS相机和砷化镓传感器。

根据本申请的一个实施例，所述光电监测组件包括：

第二壳体，分别与所述激光焊接装置、所述第一监测组件连接；

至少一个光电传感器，设置于所述第二壳体内，用于监测所述焊接区域的光电信号。

根据本申请的一个实施例，所述至少一个光电传感器包括以下至少一项：可见光电传感器、激光反射光电传感器和红外光电传感器。

根据本申请的一个实施例，所述第二监测组件分别与所述激光焊接装置、所述第一监测组件连接。

根据本申请的一个实施例，还包括监测接口，所述监测接口包括设置在相邻端面的第一端口和第二端口，所述第一端口与所述激光焊接装置连接，所述第二端口与所述监测装置连接。

根据本申请的一个实施例，所述激光焊接装置包括激光焊接振镜，所述激光焊接振镜与所述监测装置连接。

本申请提供的激光焊接系统的有益效果在于：通过在激光焊接系统集成监测装置，可以直接利用监测装置监测到的目标信息输出激光焊接结果，其中，所述目标信息包括以下至少一项：所述焊接区域的外观信息，以及所述焊接区域在焊接中的光电信号。可见，本申请的激光焊接系统可以在焊接的同时实现焊接的同步监测，无需额外布置焊接监测工位，从而可以降低焊监测成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的激光焊接系统的装置示意图；

图2是本申请实施例提供的激光焊接系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的监测装置和监测接口的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的激光焊接监测的流程示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：10、激光焊接装置；20、监测装置；21、第一监测组件；22、第二监测组件；211、第一壳体；212、成像组件；221、第二壳体；222、可见光电传感器；223、激光反射光电传感器；224、红外光电传感器；30、监测接口；11、激光焊接振镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现有激光焊接场景中，为满足激光焊接质量要求，需要布置专门的焊接监测工位，导致焊接监测成本较高。为解决该问题，本申请实施例通过在激光焊接系统集成监测装置，可以在焊接的同时实现焊接的同步监测，无需额外布置焊接监测工位，从而可以降低焊监测成本。

为了说明本申请实施例的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

如图1所述，本申请实施例的激光焊接系统包括：激光焊接装置10和监测装置20。

激光焊接装置10，用于对工件的焊接区域进行激光焊接。

监测装置20，与激光焊接装置10连接，用于监测所述焊接区域的目标信息，并根据所述目标信息输出激光焊接监测结果。

可以理解地是，激光焊接装置为利用激光对工件的焊接区域进行焊接的装置。监测装置为对焊接区域的目标信息进行监测的装置。

在本申请实施例中，所述目标信息可以包括以下至少一项：所述焊接区域的外观信息；所述焊接区域在焊接中的光电信号。

在一些实施例中，所述焊接区域的外观信息可以包括以下至少一项：

所述焊接区域在焊接前的外观信息，可以用于确定所述焊接区域在焊接前是否存在焊缝；

所述焊接区域在焊接中的外观信息，可以用于确定所述焊接区域的缺陷外观是否合格；

所述焊接区域在焊接后的外观信息，可以用于确定所述焊接区域的焊缝偏移程度。

在一些实施例中，光电信号可以包括以下至少一项：可见光电信号、激光反射光电信号和红外光电信号。

这样，本申请实施例的激光焊接系统通过集成激光焊接装置和监测装置，可以在激光焊接装置对工件的焊接区域进行激光焊接的同时，实现对焊接的同步监测，无需额外布置焊接监测工位，从而可降低焊监测成本。

在本申请实施例中，激光焊接监测结果可以为合格或不合格。进一步地，在激光焊接监测结果为不合格的情况下，监测装置20可以输出报警信息，以提示该工件焊接不合格。

在所述目标信息仅包括所述焊接区域的外观信息的情况下，监测装置20可以通过检测外观信息是否合格输出激光焊接监测结果。在外观信息合格的情况下，激光焊接监测结果可以为合格；在外观信息不合格的情况下，激光焊接监测结果可以为不合格。

在所述目标信息仅包括所述焊接区域在焊接中的光电信号的情况下，监测装置20可以通过检测光电信号是否异常输出激光焊接监测结果。在外观信息不异常的情况下，激光焊接监测结果可以为合格；在外观信息异常的情况下，激光焊接监测结果可以为不合格。

在所述目标信息包括所述焊接区域的外观信息，以及所述焊接区域在焊接中的光电信号的情况下，监测装置20可以利用外观信息对光电信号进行补偿，和/或，利用外观信息验证光电信号，以输出最终的激光焊接监测结果，提高激光焊接监测的可靠性，具体可参见下述相关描述。

在一些实施例中，如图3所示，监测装置20可包括以下至少一项：

第一监测组件21 ，用于监测所述焊接区域的外观信息；

第二监测组件22，与第一监测组件21连接，用于监测所述焊接区域在焊接过程中的光电信号。

即在本实施例中，所述焊接区域的外观信息和所述焊接区域在焊接中的光电信号可以由独立的监测组件分别监测，以提高焊接监测的可靠性。

在本实施例中，激光焊接监测结果可由第一监测组件21或第二监测组件22输出，具体可根据实际情况决定，本申请实施例对此不做限定。

在一些实施例中，第一监测组件21用于在激光焊接装置10对所述焊接区域进行焊接之前，监测所述焊接区域是否存在焊缝，并在所述焊接区域存在焊缝的情况下，将所述焊缝的信息发送至第二监测组件22；

第二监测组件22还用于根据所述焊缝的信息，对所述光电信号进行补偿，并根据补偿后的所述光电信号输出激光焊接监测结果。

在本实施例中，考虑到补焊光电信号与初焊光电信号的不同，第一监测组件21可以监测所述焊接区域在焊接前的外观信息，具体用于监测焊接区域是否存在焊缝，以根据该检测结果确定是否对第二监测组件22监测到的光电信号进行补偿。

具体实现时，在检测到焊接区域存在焊缝的情况下，可以将焊接区域存在焊缝的情况告知给第二监测组件22，以使第二检测组件22进行光电信号补偿，确保补焊有效性监测，不过杀漏杀。

第二监测组件22在知晓焊接区域存在焊缝的情况下，可以先利用预先导入的焊缝对光电信号的影响关系，确定光电信号的补偿信号。之后，利用该补偿信号对所述光电信号进行补偿，以利用补偿后的光电信号确定激光焊接是否合格。在补偿后的光电信号正常的情况下，可以确定激光焊接合格，否则，可以确定激光焊接不合格。

这样，通过第一监测组件判断焊接区域是否属于已焊接补焊状态，可以避免补焊光电信号和初焊光电信号不一致导致的过杀漏杀问题，可以提高激光焊接的可靠性。

在一些实施例中，第二监测组件22还用于在所述光电信号出现异常的情况下，根据异常的光电信号确定所述焊接区域的缺陷类型，并将所述缺陷类型发送至第一监测组件21；

第一监测组件21用于根据所述缺陷类型监测所述焊接区域的缺陷外观，确定所述缺陷外观是否合格，得到确定结果，并根据所述确定结果输出激光焊接监测结果。

在本实施例中，考虑到即使因焊接出现缺陷导致光电信号异常，但对缺陷可以设置一定的容错率，若缺陷在容错率内，即使光电信号异常也可以判定激光焊接合格。因此，第二监测组件22可以在监测到光电信号异常之后，确定异常观点信号对应的缺陷类型，并将缺陷类型发送至第一监测组件21。

第一监测组件21在获取到缺陷类型之后，可以基于缺陷类型进行相应地缺陷外观监测，以基于缺陷的容错率确定缺陷外观是否合格，得到确定结果，并基于该确定结果确定激光焊接是否合格。在缺陷外观合格的情况下，可以确定激光焊接合格，否则，可以确定激光焊接不合格。

这样，在光电信号异常时，通过第一监测组件判断焊接区域的缺陷外观是否合格，可以避免缺陷导致的过杀漏杀问题，可以提高激光焊接的可靠性。

在一些实施例中，第一监测组件21用于在激光焊接装置10完成对所述焊接区域的焊接之后，监测所述焊接区域的焊缝偏移程度，并将所述焊缝偏移程度发送至第二监测组件22；

第二监测组件22还用于根据所述焊缝偏移程度，对所述光电信号进行补偿，并根据补偿后的所述光电信号输出激光焊接监测结果。

在本实施例中，考虑到焊缝偏移会导致光电信号发生变化，第一监测组件21可以监测所述焊接区域在焊接后的外观信息，具体用于监测焊接区域的焊缝偏移程度。之后，将焊缝偏移程度发送至第二监测组件22。

第二监测组件22在获取到焊缝偏移程度之后，可以基于预先导入的焊缝偏移程度对光电信号的影响关系，确定光电信号的补偿信号。之后，利用该补偿信号对所述光电信号进行补偿，以利用补偿后的光电信号确定激光焊接是否合格。在补偿后的光电信号正常的情况下，可以确定激光焊接合格，否则，可以确定激光焊接不合格。

这样，通过第一监测组件监测焊缝偏移程度，利用焊缝偏移程度对光电信号进行补偿，可以避免因焊缝偏移导致的过杀漏杀问题，可以提高激光焊接的可靠性。

在一些实施例中，如图3所示，第一监测组件21分别与激光焊接装置10、第二监测组件22连接。

进一步地，如图3所示，第一监测组件21可以为视觉监测组件，第二监测组件22可以为光电监测组件，光电监测组件也可以称为辐射信号检测仪。

进一步地，所述视觉监测组件可以包括：

第一壳体211，与第二监测组件22连接；

成像组件212，设置于第一壳体211内，用于监测所述焊接区域的外观信息。

在一种可选实现方式中，所述成像组件可以为以下任一项：电荷耦合器件（ChargeCoupled Device，CCD）相机、互补金属氧化物半导体（Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS）相机和砷化镓传感器。

进一步地，如图3所示，所述光电监测组件可以包括：

第二壳体221，分别与激光焊接装置10、第一监测组件21连接；

至少一个光电传感器，设置于第二壳体221内，用于监测所述焊接区域的光电信号。

在一种可选实现方式中，所述至少一个光电传感器可以包括以下至少一项：可见光电传感器、激光反射光电传感器和红外光电传感器。如图3所示，可以包括可见光电传感器222、激光反射光电传感器223和红外光电传感器224。

在另一些实施例中，可以是第二监测组件22分别与激光焊接装置10、第一监测组件21连接。

在一些实施例中，如图2和图3所示，激光焊接系统还可以包括监测接口30，监测接口30包括设置在相邻端面的第一端口和第二端口，所述第一端口与激光焊接装置10连接，所述第二端口与监测装置20连接。

可以理解地是，在其他实施例中，激光焊接装置10可以与检测装置20直接连接。

在一些实施例中，如图2所示，激光焊接装置10包括激光焊接振镜11，激光焊接振镜11与所述监测装置20连接。激光焊接振镜可以用于实现激光的准直与聚焦，实现对工件的焊接。

需要说明的是，本申请实施例中介绍的多种可选的实施例，在彼此不冲突的情况下可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本申请实施例不作限定。

为方便理解，示例说明如下：

在一个示例中，可以将CCD和辐射信号检测仪集成到一个装置中，对接振镜检测接口，实现同轴同步检测。CCD除可以检测焊缝外观质量，可以同步测量焊缝偏移程度。

CCD可以判断是否属于已焊接补焊状态，避免补焊光谱信号与正常信号（初焊光电信号）不一致过杀漏杀问题。通过视觉和光谱同步检测和交互，当出现缺陷，光谱信号报警时，视觉再判断缺陷是否合格，避免缺陷过杀漏杀报警问题。CCD检测焊缝偏移程度，对信号进行补偿，可以防止焊缝偏移过大产生其它问题，增强稳定性。这样，可以在节省焊后检测工位布局费用的基础上，大幅度降低光电传感器激光焊接监测过杀，提高激光焊接的可靠性。

在一个示例中，激光焊接系统可以包括激光焊接振镜和监测装置，监测装置可以集成CCD视觉、可见光电传感器、激光反射光电传感器、红外光电传感器，与振镜通过标准监测接口对接，实现同轴监测。

激光焊接振镜，可用于实现激光的准直与聚焦，实现对工件的焊接。

工作流程可以参见图4。如图4所示，产品装配后进入激光焊接工位，CCD首先对焊接区域进行识别，确认是否是补焊状态。若发现已经存在焊缝，则传递给光电传感器模块，进行补焊光电信号补偿，确保补焊有效性监测，不过杀漏杀。接着进行激光焊接，当出现光电信号异常时，光电信号给到CCD相应信号对应的缺陷类型，CCD进行二次外观复判，当缺陷外观合格，则判定合格，给出判定结果。最后CCD对焊缝与理论焊缝位置的XY偏离程度，将偏移程度对光电信号的影响关系导入，对光电信号进行补偿，给出最后判定结果。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种激光焊接系统，其特征在于，包括：

激光焊接装置，用于对工件的焊接区域进行激光焊接；

监测装置，与所述激光焊接装置连接，用于监测目标信息，并根据所述目标信息输出激光焊接监测结果，其中，所述目标信息包括以下至少一项：所述焊接区域的外观信息；所述焊接区域在焊接中的光电信号；

所述监测装置包括以下至少一项：

第一监测组件 ，用于监测所述焊接区域的外观信息；

第二监测组件，与所述第一监测组件连接，用于监测所述焊接区域在焊接过程中的光电信号；

所述第一监测组件分别与所述激光焊接装置、所述第二监测组件连接；或者，所述第二监测组件分别与所述激光焊接装置、所述第一监测组件连接。

2.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述焊接区域的外观信息包括以下至少一项：所述焊接区域在焊接前的外观信息；所述焊接区域在焊接中的外观信息；所述焊接区域在焊接后的外观信息。

3.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述第一监测组件用于在所述激光焊接装置对所述焊接区域进行焊接之前，监测所述焊接区域是否存在焊缝，并在所述焊接区域存在焊缝的情况下，将所述焊缝的信息发送至所述第二监测组件；

所述第二监测组件还用于根据所述焊缝的信息，对所述光电信号进行补偿，并根据补偿后的所述光电信号输出激光焊接监测结果。

4.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述第二监测组件还用于在所述光电信号出现异常的情况下，根据异常的光电信号确定所述焊接区域的缺陷类型，并将所述缺陷类型发送至所述第一监测组件；

所述第一监测组件用于根据所述缺陷类型监测所述焊接区域的缺陷外观，确定所述缺陷外观是否合格，得到确定结果，并根据所述确定结果输出激光焊接监测结果。

5.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述第一监测组件用于在所述激光焊接装置完成对所述焊接区域的焊接之后，监测所述焊接区域的焊缝偏移程度，并将所述焊缝偏移程度发送至所述第二监测组件；

所述第二监测组件还用于根据所述焊缝偏移程度，对所述光电信号进行补偿，并根据补偿后的所述光电信号输出激光焊接监测结果。

6.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述第一监测组件为视觉监测组件，所述第二监测组件为光电监测组件。

7.根据权利要求6所述的激光焊接系统，其特征在于，所述视觉监测组件包括：

第一壳体，与所述第二监测组件连接；

成像组件，设置于所述第一壳体内，用于监测所述焊接区域的外观信息。

8.根据权利要求7所述的激光焊接系统，其特征在于，所述成像组件为以下任一项：CCD相机、CMOS相机和砷化镓传感器。

9.根据权利要求6所述的激光焊接系统，其特征在于，所述光电监测组件包括：

第二壳体，分别与所述激光焊接装置、所述第一监测组件连接；

至少一个光电传感器，设置于所述第二壳体内，用于监测所述焊接区域的光电信号。

10.根据权利要求9所述的激光焊接系统，其特征在于，所述至少一个光电传感器包括以下至少一项：可见光电传感器、激光反射光电传感器和红外光电传感器。

11.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，还包括监测接口，所述监测接口包括设置在相邻端面的第一端口和第二端口，所述第一端口与所述激光焊接装置连接，所述第二端口与所述监测装置连接。

12.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述激光焊接装置包括激光焊接振镜，所述激光焊接振镜与所述监测装置连接。

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