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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
für Laser-
oder Punktschweißgeräte, die
es einem Arbeiter erlaubt, einen Schweißzustand im Verlauf des Schweißvorganges
zu überprüfen, und
insbesondere eine Vorrichtung zum Überprüfen von Schweißungen für Schweißgeräte, die
es einem Arbeiter erlaubt, den Schweißzustand mit unbedecktem Auge
genau zu sehen, wobei die Augen des Arbeiters vor starkem Licht
wie etwa einem Lichtblitz und Plasma geschützt werden, die im Verlauf
eines Laserschweißvorgangs oder
allgemein eines Punktschweißvorgangs
erzeugt werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf
ein Verfahren zum Überprüfen von
Schweißungen,
insbesondere zum Betrieb der Vorrichtung zum Überprüfen von Schweißungen.
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Beschreibung
des einschlägigen
Standes der Technik
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Allgemein gibt es eine Vielzahl von
Schweißverfahren.
Von diesen Schweißverfahren
hat das Laserschweißverfahren
in den letzten Jahren anstelle des Punktschweißverfahrens Bedeutung erlangt.
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Das Schweißen mit einem Punktschweißgerät wird mit
einem Schweißkopf
vorgenommen, der mit einem Schweißobjekt in einem Zustand in
Kontakt steht, in dem elektrische Leistung dem Schweißobjekt
zugeführt
wird. Im Gegensatz dazu wurde das Laserschweißgerät entwickelt, mit dem sich
berührungslose
Hochgeschwindigkeitsschweißungen
realisieren lassen. Das Laserschweißgerät ist so ausgebildet, dass
ein von einem Oszillator erzeugter Laserstrahl durch ein Ausgangseinstellobjektiv
und mehrere Prismen in einem Schweißkopf, in dem der Oszillator
und die anderen erforderlichen Teile angeordnet sind, auf ein Schweißobjekt
getriggert wird, um eine präzise
Schweißung
durchzuführen.
Die Ausgangsleistung des Laserstrahls während des Schweißens wird
durch Variieren des Winkels des Ausgangseinstellobjektivs in Bezug
auf die Vorwärtsbewegungsachse
des Laserstrahls eingestellt.
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Wenn das Schweißobjekt durch den von einem
Laserschweißgerät vom kontaktlosen
Typ getriggerten Laserstrahl oder durch die von einem Punktschweißgerät vom Kontakttyp
angewandte elektrische Leistung geschweißt wird, wird ein starkes Licht
wie etwa ein Lichtblitz oder Plasma erzeugt. Insbesondere, da das
Laserschweißgerät eine präzise Schweißung durch
eine oder eine große
Zahl von Strahltriggerungen pro Minute durchführt, ist es für einen
Arbeiter aufgrund des starken Lichts der Strahlen unmöglich, zu
schweißen
und gleichzeitig den Schweißzustand
mit unbedecktem Auge zu überprüfen.
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Daher wurde in den letzten Jahren
eine Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
zur Überprüfung des
Schweißzustandes
während
des Laserschweißens
oder Punktschweißens
in einer automatischen Produktionsstraße zur Marktreife entwickelt.
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Die Vorrichtung zum Überprüfen von Schweißungen umfasst
einen an eine Ausgangsseite angeschlossenen Relaisschalter, der
ein Schaltsignal abgibt, wenn das Laserschweißen oder das Punktschweißen durchgeführt wird,
sowie einen Anzeigeteil zur Anzeige, wie viele Male das Schweißen durchgeführt wurde,
d.h., der Anzahl der Schweißungen,
durch Empfang des Schaltsignals vom Relaisschalter. Eine derartige
Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
wird an einem Roboter zur Durchführung
des Laserschweißens
oder Punktschweißens
in der automatischen Produktionsstraße installiert, von der ein
Arbeiter aber lediglich erfährt, wie
viele Male das Schweißen
durchgeführt
wurde.
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Die Vorrichtung zum Überprüfen von Schweißungen ist
nämlich
so ausgelegt, dass sie anzeigt, wie viele Male das Schweißen durchgeführt wurde,
wann immer das Laserschweißen
oder Punktschweißen
in der automatischen Produktionsstraße durchgeführt wurde. Es ist daher für den Arbeiter
unmöglich,
zu überprüfen, ob
der Roboter das Schweißobjekt
korrekt schweißt.
Daher muss der Arbeiter, nachdem eine große Zahl von Schweißobjekten
vom Roboter geschweißt
wurden, die geschweißten
Bereiche der Objekte mit bloßem
Auge überprüfen, um festzustellen,
ob sich darunter schlechte Schweißungen befinden. Wenn bei einem
Objekt eine schlechte Schweißung
vorliegt, muss es vom Roboter nachgeschweißt werden, was für den Arbeiter
mühsam
ist. Da der nachgeschweißte
Abschnitt nicht glatt ist, kann er ferner leicht beschädigt werden.
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Insbesondere, wenn eine präzise manuelle Laserschweißung ohne
Verwendung eines Roboters verlangt wird, ist es für den Arbeiter
unmöglich,
den Schweißzustand
im Verlauf des Schweißvorgangs wegen
eines starken Lichts wie etwa eines Lichtblitzes, Plasma und dergleichen,
die während
des Schweißprozesses
erzeugt werden, zu überprüfen. Daher
muss der Arbeiter den geschweißten
Bereich nach Beendigung jedes Einheits-Schweißprozesses mit unbedecktem
Auge prüfen.
Dies muss wiederholt werden, bis der gesamte Schweißvorgang
beendet ist, wodurch der Vorteil der Laserschweißung, dass eine berührungslose
Hochgeschwindigkeitsschweißung
realisiert werden kann, beeinträchtigt
wird. Da es ferner unmöglich
ist, den Schweißzustand
während
der Durchführung
des Schweißvorgangs
zu überprüfen, ist
die Schweißung
nicht präzise
und lässt
sich nicht glatt realisieren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Daher ist die vorliegende Erfindung
das Resultat von Anstrengungen zur Lösung der oben beschriebenen
Probleme des Standes der Technik.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
für Laser-Schweißgeräte anzugeben,
die nicht teuer ist und es einem Arbeiter ermöglicht, einen Schweißzustand
mit unbedecktem Auge in Echtzeit zu prüfen. Eine weitere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
für Laser-Schweißgeräte anzugeben,
die leicht und kompakt und damit transportabel ist, wobei der Schweißabschnitt
in vergrößertem Maßstab in
Echtzeit angezeigt wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Verfahren zum Überprüfen von Schweißungen anzugeben,
das auf Laser-Schweißgeräte anwendbar
ist, insbesondere ein Echtzeitverfahren.
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Die obigen Aufgaben werden gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
betreffen bevorzugte Ausführungsformen des
Konzepts der vorliegenden Erfindung.
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Zur Lösung dieser Aufgaben und zur
Erzielung weiterer Vorteile und gemäß der Zielsetzung der Erfindung,
die in der vorliegenden Beschreibung anhand von Ausführungsformen
und in breiter Weise beschrieben wird, wird eine Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
für Laser-Schweißgeräte angegeben,
die einen Schweißkopf
aufweisen, der einen Laserstrahl auf ein Schweißobjekt triggert, wobei die
Vorrichtung aufweist: eine Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte, die
abnehmbar an einem beweglichen Arm angebracht ist, der am Schweißkopf installiert
ist, um einen während
eines Laserschweißvorgangs
erzeugten Lichtblitz zu unterbrechen; eine Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit,
die im Mittenbereich an der Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte angeordnet
ist und dazu dient, einen Schweißbereich in vergrößertem Maßstab während des Schweißvorgangs
darzustellen, während
der Lichtblitz durch Öffnen
und Schließen
in Synchronisation mit der Triggergeschwindigkeit des Laserstrahls
des Schweißkopfes
unterbrochen wird, und eine Auf/Zu-Steuereinrichtung, die einen
Triggerimpuls und einen mit dem Triggerimpuls synchronisierten Auf/Zu-Impuls
erzeugt und den Auf/Zu-Impuls über ein
elektrisches Kabel 50 an die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit
liefert, um die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit
zu öffnen
und zu schließen.
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Die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit
umfasst vorzugsweise ein oberes Schutzglas, das mit der Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte
verbunden ist und aus ihrer Oberseite nach oben ragt, und ein unteres
Schutzglas, das mit der Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte verbunden
ist und aus ihrer Unterseite nach unten ragt; sie umfasst ferner
ein Vergrößerungsglas 43,
das mit dem unteren Schutzglas verbunden ist und einen Schweißbereich vergrößert, eine
Filterlinse, die oberhalb des Vergrößerungsglases angeordnet ist
und mit einem reflektierenden Material beschichtet ist, um während des Schweißvorgangs
erzeugte schädliche
Lichtstrahlung durch Reflexion der schädlichen Lichtstrahlung zu unterbrechen,
und einen LCD-Shutter, der zwischen dem oberen Schutzglas und der
Filterlinse angeordnet ist und den Schweißbereich in Echtzeit zeigt,
während
er durch die von der Auf/Zu-Steuereinrichtung erzeugten Auf/Zu-Impulse
geschlossen und geöffnet
wird.
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Es ist ferner bevorzugt, wenn die Auf/Zu-Steuereinrichtung
umfasst: einen Triggerschalter, der ein Schweißstartsignal erzeugt; einen elektrischen
Leistungsregler, der elektrische Betriebsleistung aufgrund des Schweißstartsignals
erzeugt, einen Mikroprozessor, der unter Verwendung einer vom elektrischen
Leistungsregler gelieferten Spannung den Gesamtbetrieb des Systems
steuert; einen Impulssignalgenerator, der vom Mikroprozessor gesteuert
ist und die Impulse erzeugt, ein Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung,
das aufgrund der vom elektrischen Leistungsregler gelieferten elektrischen
Leistung und der vom Impulssignalgenerator gelieferten Impulse schwingt
und Triggerimpulse zur Triggerung des Laserstrahls erzeugt und die
Triggerimpulse über
einen Ausgangs anschluss abgibt, und ein Shutter-Synchronisierungs-
und -treiberbauteil 76, das Auf/Zu-Impulssignale in Synchronisation
mit den vom Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung erzeugten
Triggerimpulsen erzeugt und die Auf/Zu-Impulssignale an den LCD-Shutter der Schweißungsprüfungs/Augenschutzglaseinheit
liefert. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Überprüfen von
Schweißungen
in Echtzeit, das sich bei Laser-Schweißgeräten anwenden lässt, die
einen Schweißkopf
aufweisen, der einen Laserstrahl auf ein Schweißobjekt triggert, umfasst folgende
Schritte:
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- – Anordnen
einer Lichtblitzunterbrechungseinrichtung oberhalb eines zu überprüfenden Schweißbereichs,
wobei die Lichtblitzunterbrechungseinrichtung eine Shutter-Einrichtung
und vorzugsweise ein Vergrößerungsglas
zur Beobachtung des Schweißbereichs
von oben durch die Lichtblitzunterbrechungseinrichtung hindurch
aufweist,
- – Erzeugen
von Triggerimpulsen,
- – Übertragen
der Triggerimpulse zum Schweißkopf,
so dass dieser den Laserstrahl triggern kann,
- – Erzeugen
eines Auf/Zu-Impulssignals, das Impulse umfasst, die abwechselnde
Schließzeiten und
Offenzeiten in Synchronisation mit den Triggerimpulsen umfassen,
in der Weise, dass die Schließzeiten
mindestens der Dauer (Breite) der Triggerimpulse entsprechen, und
- – Steuern
der Shutter-Einrichtung durch das Auf/Zu-Impulssignal in der Weise,
dass die Shutter-Einrichtung während
der Offenzeiten offen und während
der Schließzeiten
geschlossen ist.
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Die Schließzeit des Auf/Zu-Impulssignals wird
bevorzugt so eingestellt, dass sie länger ist als die Breite des
Triggerimpulses.
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Es ist bevorzugt, wenn die Breite
der Triggerimpulse im Bereich von 0,5 bis 20 ms liegt, die Schließzeit auf
30 ms einzustellen.
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Da bei der vorliegenden Erfindung
der starke Lichtblitz durch Schließen des LCD-Shutters aufgrund
des mit der Strahltriggergeschwindigkeit synchronisierten Signals
bei jedem Einheits-Schweißvorgang
blockiert wird und der LCD-Shutter jeweils geöffnet wird, wenn der Einheits-Schweißvorgang abgeschlossen
ist, wird es entsprechend möglich, den
Schweißzustand
während
des gesamten Schweißprozesses
in Echtzeit zu überprüfen, wobei die
Augen des Arbeiters geschützt
sind.
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Im Ergebnis ist ein präzises Schweißen auch beim
manuellen Schweißen
möglich,
und die Qualität der
Schweißung
wird verbessert. Die vorliegende Erfindung hat ferner den weiteren
Vorteil, dass Sicherheit bei der Anwendung des Laserstrahls durch
Blockieren starker Lichtblitze erzielt wird, wobei es zugleich dem
Arbeiter ermöglicht
wird, den Schweißungszustand
in Echtzeit zu prüfen.
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Es ist festzuhalten, dass sowohl
die obige allgemeine Beschreibung als auch die nachstehende detaillierte
Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erläuternd sind
und der weiteren Erläuterung
der beanspruchten Erfindung dienen sollen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die einem weiteren
Verständnis
der vorliegenden Erfindung dienen sollen und einen Teil der vorliegenden
Anmeldung darstellen, erläutern
eine bzw. mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung
zur Erklärung
des Prinzips der vorliegenden Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Überprüfen von Schweißungen,
die an einem beweglichen Arm eines Laserschweißgerätes montiert ist und einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entspricht;
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2 eine
schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen für Laser-Schweißgeräte, wie
sie in 1 dargestellt ist;
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3 eine
vergrößerte Seitenansicht
der Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit,
die in 2 dargestellt
ist;
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4 ein
Blockdiagramm, das den Steuerteil zur Steuerung des Antriebs eins
LCD-Shutters in Abhängigkeit
von einer Laserstrahltriggerung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert,
und
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5 ein
Ausgangssignaldiagramm, das einen Synchronisationsimpuls einer Laserstrahltriggerung
und die Ansteuerung des LCD-Shutters erläutert.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird auf eine bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
im Detail Bezug genommen.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Überprüfen von Schweißungen,
die an einem beweglichen Arm eines Laser-Schweißgerätes angebracht ist, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 2 zeigt eine
schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
für ein
Laser-Schweißgerät, die in 1 dargestellt ist, und 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht
der in 2 dargestellten
Vorrichtung zum Überprüfen von Schweißnähten.
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Wie in den Zeichnungen dargestellt
ist, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Überprüfen von
Schweißungen
für ein
Laser-Schweißgerät ein magnetisches
Element 10, das abnehmbar an einem (nicht dargestellten)
Schweißkopf
angebracht ist, einen ersten beweglichen Arm 20, dessen
eines Ende in Vertikalrichtung am magnetischen Element 10 befestigt
ist, in das ein elektrisches Kabel 50 hineingeführt ist,
einen zweiten beweglichen Arm 22, der gelenkig mit dem
ersten beweglichen Arm 20 verbunden ist und in dem das
elektrische Kabel 50 geführt ist, ein Gelenkträgerteil 12,
das zwischen dem ersten beweglichen Arm 20 und dem zweiten
beweglichen Arm 22 angeordnet ist und zur Gelenkbewegung
des zweiten beweglichen Arms 22 in Bezug auf den ersten
beweglichen Arm 20 dient, eine Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte 30 zum
Unterbre chen eines während
eines Laserschweißvorgangs
erzeugten Lichtblitzes, ein erstes und ein zweites Licht 60 und 62,
die zu beiden Seiten der Unterseite der Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte 30 montiert
sind und unter Verwendung von über
das elektrische Kabel 50 zugeführter elektrischer Leistung
zur Beleuchtung mit Licht dienen, eine Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40,
die im Mittenbereich der Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte 30 angeordnet
ist und dazu dient, einen Schweißbereich in vergrößertem Maßstab während des
Schweißvorgangs
darzustellen, während
der Lichtblitz durch Öffnen
und Schließen
in Synchronisation mit der Triggergeschwindigkeit des Laserstrahls
des Schweißkopfes
unterbrochen wird, sowie eine Auf/Zu-Steuereinrichtung, die Triggerimpulse
und mit den Triggerimpulsen synchronisierte Auf/Zu-Impulse erzeugt
und die Auf/Zu-Impulse für das
elektrische Kabel 50 an die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40 liefert,
um die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40 zu öffnen und
zu schließen.
Die Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte 30 besitzt bevorzugt
quadratische Form. Die Auf/Zu-Steuereinrichtung wird im Folgenden
unter Bezug auf 4 näher erläutert.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt
ist, umfasst die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40 ein
oberes Schutzglas 46 und ein unteres Schutzglas 42,
die mit der Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte 30 verbunden
sind und aus ihrer Oberseite nach oben bzw. aus ihrer Unterseite
nach unten ragen, ein Vergrößerungsglas 43,
das mit dem unteren Schutzglas 42 verbunden ist und einen
Schweißbereich
vergrößert, eine
Filterlinse 44, die oberhalb des Vergrößerungsglases 43 angeordnet
ist und mit einem reflektierenden Material beschichtet ist, um während des
Schweiß vorgangs
erzeugte schädliche Lichtstrahlung
durch Reflexion der schädlichen
Lichtstrahlung zu unterbrechen, und einen LCD-Shutter 45, der zwischen dem
oberen Schutzglas 46 und der Filterlinse 44 angeordnet
ist und den Schweißbereich in
Echtzeit zeigt, während
er durch die durch das Kabel 50 zugeführten Auf/Zu-Eingangsimpulse geschlossen
und geöffnet
wird.
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Wie in 4 dargestellt
ist, umfasst die Auf/Zu-Steuereinrichtung 70 einen Triggerschalter 71,
der ein Schweißstartsignal
aufgrund der Bedienung durch einen Arbeiter erzeugt, einen elektrischen
Leistungsregler 72, der elektrische Betriebsleistung aufgrund
des Schweißstartsignals
erzeugt, einen Mikroprozessor 73, der unter Verwendung
einer vom elektrischen Leistungsregler gelieferten elektrischen
Leistung den Gesamtbetrieb des Systems steuert, einen Impulssignalgenerator 74,
der vom Mikroprozessor 73 gesteuert wird und Impulse einer
vorgegebenen Dauer erzeugt, ein Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung 75,
das aufgrund der vom elektrischen Leistungsregler 72 gelieferten
elektrischen Leistung und des vom Impulssignalgenerator 74 gelieferten
Impulses schwingt und einen Triggerimpuls zur Triggerung des Laserstrahls erzeugt
und den Triggerimpuls über
einen Ausgangsanschluss 77 abgibt, und ein Shutter-Synchronisierungs-
und -treiberbauteil 76, das ein Auf/Zu-Impulssignal in Synchronisation mit
dem vom Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung 75 erzeugten Triggerimpuls
erzeugt und das Auf/Zu-Impulssignal über das Kabel 50 an
den LCD-Shutter 75 der Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40 liefert,
das durch den ersten beweglichen Arm 20 und den zweiten
beweglichen Arm 22 verläuft.
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Der Betrieb der oben beschriebenen
Vorrichtung zum Überprüfen von
Schweißungen
für das
Laser-Schweißgerät wird unter
Bezug auf die 1 bis 5 mit mehr Einzelheiten erläutert.
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Wenn der Arbeiter den Triggerschalter 71 betätigt, nachdem
er den Schweißkopf
einem Schweißobjekt
genähert
und die Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte 30 und die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit
40 auf einen Schweißbereich
des Schweißobjekts
durch Einstellen des ersten beweglichen Arms 20 und des
zweiten beweglichen Arms 22, die am magnetischen Element 10 und
dem Gelenkträgerteil 12 befestigt
sind, ausgerichtet hat, erzeugt der elektrische Leistungsregler 72 zunächst die
elektrische Betriebsleistung und liefert sie an den Mikroprozessor 73.
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Der Mikroprozessor 73, der
die elektrische Betriebsleistung vom elektrischen Leistungsregler 72 erhält, steuert
das Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung 75 und
den Impulssignalgenerator 74 in der Weise, dass der Impulssignalgenerator 74 den Impuls
mit der vorgegebenen Dauer erzeugt und ihn an das Schwingungsbauteil
zur Lichtquellenversorgung 75 liefert.
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Das Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung 75 wird
durch die elektrische Betriebsleistung vom elektrischen Leistungsregler 72 betrieben
und schwingt entsprechend dem vom Impulssignalgenerator 74 übertragenen
Impuls, wodurch Triggerimpulse (a) erzeugt werden, wie sie in 5 dargestellt sind. Die
Triggerimpulse (a) werden über
den Ausgangsanschluß 77 zum
Schweißkopf übertragen, damit
dieser den Laserstrahl triggern kann, wobei der elektrische Leistungsregler 72 gesteuert
wird. Die Breite T1 (die Licht blitzerzeugungsdauer) des Triggerimpulses
(a) wird vorzugsweise so eingestellt, dass sie im Bereich von etwa
0,5 bis 20 ms liegt.
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Der elektrische Leistungsregler 72 steuert das
Shutter-Synchronisierungs-
und -treiberbauteil 76 entsprechend den Triggerimpulsen
(a), die vom Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung 75 übertragen
wurden, in der Weise, dass das Shutter-Synchronisierungs- und -treiberbauteil 76 ein Auf/Zu-Impulssignal
(b) in Synchronisation mit dem Triggerimpuls (a) (T1) erzeugt, wie
in 5 dargestellt ist,
und dieses zum LCD-Shutter 45 der Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40 überträgt. Dabei
wird die Schließzeit
(T2) des Auf/Zu-Signals zum Schließen und Öffnen des LCD-Shutters 45 vorzugsweise
so eingestellt, dass sie länger
ist als die Laserstrahltriggergeschwindigkeit (die Breite des Impulses
in ms). Wenn beispielsweise die Breite T1 des vom Schwingungsbauteil
zur Lichtquellenversorgung 75 erzeugten Triggerimpulses
im Bereich von 0,5 bis 20 ms liegt, wird die Schließzeit T2
des Auf/Zu-Impulssignals, das vom Shutter-Synchronisierungs- und
-treiberbauteil 76 erzeugt wird, vorzugsweise auf mehr
als 30 ms eingestellt.
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Wenn nun der Laserstrahl vom Laserkopf durch
den vom Schwingungsbauteil zur Lichtquellenversorgung 75 erzeugten
Triggerimpuls auf das Schweißobjekt
getriggert wird, wird daraufhin ein starkes Licht wie etwa ein Lichtblitz
und Plasma sekundär
zusammen mit Schweißfragmenten
erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt werden das starke Licht und die Fragmente
durch die Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte 30 sowie
durch das untere Schutzglas 42 der Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40 blockiert.
Da der LCD-Shutter 45 der Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas- Einheit 40 entsprechend der
Schließzeit
(T2) und der Offenzeit (T3) des Auf/Zu-Impulssignals geöffnet und
geschlossen wird, wird es für
den Arbeiter ferner möglich,
den Schweißungszustand
des Schweißbereichs
durch die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit
40 hindurch zu prüfen.
Wenn also der Arbeiter beabsichtigt, den Schweißungszustand mit unbedecktem Auge
durch die Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit 40 hindurch
zu prüfen,
zeigt das Vergrößerungsglas 43,
das sich oberhalb des unteren Schutzglases 42 befindet,
den Schweißbereich
in einem vergrößerten Maßstab, und
die Filterlinse 44 reflektiert schädliche Lichtstrahlung (1064
nm), die während
der Schweiß-,
Markierungs- und Schneidvorgänge
erzeugt wird, und zeigt den vergrößerten Schweißbereich
am oberen Schutzglas 46 durch den LCD-Shutter 45.
Hierbei wird, wie oben beschrieben, der LCD-Shutter 45 entsprechend
der Schließzeit (T2)
und der Offenzeit (T3) des mit dem Triggerimpuls (T1: Laserstrahl-Triggergeschwindigkeit)
synchronisierten Auf/Zu-Impulssignals geöffnet und geschlossen. Wenn
daher der LCD-Shutter 45 geschlossen ist, ist der starke
Lichtblitz blockiert; wenn der LCD-Shutter 45 geöffnet ist,
wird der Schweißzustand
durch das obere Schutzglas 46 hindurch gezeigt, wodurch
es dem Arbeiter ermöglicht
wird, den Schweißzustand
in Echtzeit zu prüfen.
Während
dieses Verfahrens beleuchten die Lichter 60 und 62 den Schweißbereich
unter Verwendung der durch das Kabel 50 gelieferten elektrischen
Leistung mit Licht.
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Wie oben beschrieben wurde, ist beim
Stand der Technik eine Überprüfung von
Schweißungen
nur möglich,
wenn der gesamte Schweißvorgang
beendet ist. Da bei der vorliegenden Erfindung aber der starke Lichtblitz
durch Schließen
des LCD-Shutters unter Ansprechen auf das mit der Strahltriggergeschwindigkeit
synchronisierte Signal bei jedem Einheits-Schweißvorgang blockiert wird und
der LCD-Shutter jeweils geöffnet
wird, wenn der Einheits-Schweißvorgang
abgeschlossen ist, wird es möglich,
den Schweißzustand
während
des gesamten Schweißvorgangs
in Echtzeit zu prüfen,
wobei die Augen des Arbeiters geschützt werden.
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Im Ergebnis ist eine präzise Schweißung sogar
bei manuellem Schweißen
möglich,
und die Schweißqualität wird verbessert.
Hinzu kommt, dass die vorliegende Erfindung den weiteren Vorteil
mit sich bringt, dass Sicherheit bei der Anwendung des Laserstrahls
durch Blockieren des starken Lichtblitzes erzielt wird, wobei es
für den
Arbeiter möglich
ist, den Schweißzustand
in Echtzeit zu prüfen.
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Die obige Ausführungsform ist lediglich beispielhaft
und ist nicht so zu verstehen, als schränke sie die vorliegende Erfindung
ein. Die vorliegende Lehre kann leicht auch bei anderen Vorrichtungstypen
angewandt werden. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll
lediglich erläuternd
sein und den Umfang der Ansprüche
nicht einschränken. Zahlreiche
Alternativen, Modifizierungen und Abwandlungen sind für den Fachmann
ersichtlich.
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- 10
- magnetisches
Element
- 12
- Gelenkträgerteil
- 20
- erster
beweglicher Arm
- 22
- zweiter
beweglicher Arm
- 30
- Hilfs-Lichtblitzunterbrecherplatte
- 40
- Schweißungsprüfungs/Augenschutzglas-Einheit
- 42
- internes
Schutzglas
- 43
- Vergrößerungsglas
- 44
- Filterlinse
- 45
- LCD-Shutter
- 46
- oberes
Schutzglas
- 50
- elektrisches
Kabel
- 60
- erstes
Licht
- 62
- zweites
Licht
- 70
- Auf/Zu-Steuereinrichtung
- 71
- Triggerschalter
- 72
- elektrischer
Leistungsregler
- 73
- Mikroprozessor
- 74
- Impulssignalgenerator
- 75
- Schwingungsbauteil
zur Lichtquellenversorgung
- 76
- Shutter-Synchronisierungs-
und treiberbauteil
- 77
- Ausgangsanschluß
- a
- Triggerimpulse
- b
- Auf/Zu-Impulssignal
- T1
- Impulsbreite
der Triggerimpulse
- T2
- Schließzeit der
Auf/Zu-Impulssignalimpulse
- T3
- Offenzeit
der Auf/Zu-Impulssignalimpulse