TWI283302B - Mobile microscope for checking real time welding of laser welding machine - Google Patents

Description

1283302 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明侧於-種於放大_尺下㈣檢測雷射焊接機的痒 接狀恶之麵鏡，制侧於—_於即時檢顺轉接機的焊 接狀態之顯微鏡，其允許作業貞於放大比例尺下以肉眼來精確地 檢測焊接狀態，並保護作業㈣眼睛以免受到於雷射焊接機的焊 接過程中產生的強光，例如：閃光、電裝等的傷害。 此外’本發明係關於一種用於精確且即時檢測雷射焊接機的 焊接狀態之酿鏡，可不顧焊接物的位置、大小或形狀，均具有 便於移動性且易於設置和移除。 【先前技術】 通常目前存在有各式各樣的焊接方法。近年來，於現有的焊 接方法中，雷贿接方法逐練代了點焊方法。 〃傳統上於使用點焊機進行焊接時’焊頭需與焊接物接觸，並 且而提供電縣焊接物。而，t射焊接射實财接觸式高速焊 /、係透過於;tp接頭上的一輸出調整透鏡和複數個棱鏡體，將 振蕩器產生的雷射光束射向焊接細實現精確焊接。其中，於焊 接頭上5又置有振蕩H和其他必要部分。焊接難巾，透過改變輸 出調整透鏡相對於雷射光束行進轴的角度而調整雷射光束的輸 出。 田、自非接觸式雷射射出的雷射光束執行焊接物的焊接時，會 產生強光，例如··閃光或電漿。特別是，由於雷射焊接機可透過 6 1283302 每分鐘發射-束以上的光束來執行精確焊接，因此作業員在以肉 眼檢測焊接狀_，因光束的強光影響而不能進行谭接。 因此，近些年來，已發展出一種商業階級的焊接檢測設備， 用以於自動生產線的雷射焊接或點焊過財，進行焊接狀態的檢 測。 此烊接檢測設備包括與—輸出術目連接之—繼電開關，及— 顯示料。於騎雷轉接時，趙電_可輸出信號， 並且藉由接收來自繼電_的開關信號可執行用於顯示焊接執行 次數，例如：焊接個數的顯示部件。此外，可將此焊接檢測設備 設置在一自動控難置上，以於一自動生産線上執行雷射焊接， 並且僅用於提醒作業S已執行的焊接次數。 也就疋。兒，於自動生產線上不論是在進行雷射焊接或者點 焊，焊接點檢測設備均可顯示已執行焊接的次數。因此，作業員 並不可能檢測自動控制裝置是否有正確地進行焊接物的焊接。所 以’於自動控制裝置焊接大量焊接物之後，健員還必須以肉眼 心測物體叫接部分’叫定是否有不良焊接點。當物體上有錯 决焊接點時’須_自動控織置重焊’這對作業員來說是报麻 、員勺此外’由於重焊的部分係不光滑，因此其可能容易損壞。 尤其，當要求不使用自動控制裝置以進行精確人工雷射焊接 守由於在焊接過程中會產生的強光，例如：閃光、電漿等，因 此作業員在焊接過程中是無法進行焊接狀態的檢測。因此，在每 1283302 個單位之烊接製程完成之後，作業員必須以肉眼檢測焊接部分。 並且’在整個焊接製程完成前，須反復進行上述動作，因而減弱 了雷射焊接可實現非接觸高速焊接的優點。此外，由於在焊接過 転中不可此檢測焊接狀態，因此無法精確且穩定地執行谭接。 【發明内容】 雲於以上的問題，本發明的主要目的在於提供一種用於即時 W田射焊接機的焊接狀狀驗鏡，藉贿決先前技術所存在 的問題或缺點。於此，係提供一種雷射焊接機之顯微鏡，其具有 知廉且可罪等優點，並且可允許作業員以肉眼即時且精確地檢測 焊接狀態，_夺可保護作業員的眼睛避免受到於雷射焊接過程中 所產生之強光，例如··閃光或電漿等的刺激。 本發明的目的之—在於提供—種f射焊賊之臟鏡，可使 作業員可以其_即時且精確地檢聊接狀g，同時可保護作業 員的眼睛，以免受到於雷射焊接過程中所產生之強光，例如：閃 光或電漿等的刺激。 本發明的目的之一在於提供一種雷射焊接機之顯微鏡，其具 有便於移雜且^於設置和移除，因此可㈣進行精確嬋接狀態 的檢測’並不受限於焊接物的位置、大械者形狀等。 因此，為達上述目的，本發明所揭露之雷射桿接機之顯微鏡， 包括：-主體，其具有—體成形的—對管；—目鏡，其係可活動 置在主體的g上’用於透過上下移動來調整顯微鏡的放大倍 1283302 率；一對棱鏡，設置在目鏡的下方，用於根據作業員的眼距使一 火干接物t焦成衫像，一物鏡，设置在棱鏡的下方，用於調整焦 距，以致作業員可在焦距範圍内看到焊接物；一液晶（LC)快門， 設置在物鏡的下方，其係在產生紅外線閃光的瞬間，主要用於覆 盍並保護物鏡，再者於雷射焊接完成後其可用於打開物鏡，以便 可即時檢測焊接物的焊接狀態；一濾光鏡，設置在Lc快門的下 方，用於輔助阻擋焊接過程中產生的紅外線閃光，以防目眩；一 ⑩全反射鏡，設置在濾、光鏡的下方，其上塗有—反射材料，用於完 全反射及阻擋由雷射光束產生的有害波；以及一安全玻璃，設置 在全反射鏡的下方，安全地保護全反射鏡，以避免因於雷射 焊接過程中產生的碎片而受損。 車乂佺的疋，鏡更包括有：一撓性臂，一端連接到主體的 外側’用於容易地調整域與焊接物之間的焦距，其巾此挽性臂 鲁具有-動力魏；-磁力座，可分離地設置在—金屬平臺上，並 且可將撓性臂的另-端可旋轉地喪入其内，以允許透過擰緊或放 • $ 螺釘’來固定撓性臂或在那附近左右旋轉；以及一較 • 、 °又置在臨近撓性臂之一端的部分，並以動力電纜向其供電， 用於向焊接物發射光線。 或者，可將-對棱鏡設置成底部相對，且一個向左，一個向 右0 因此’每次在發射雷射光輕LC快Η會關，以主要地阻擋 9 1283302 強光，例如：閃光和電％ 害波，並且每次在結束、Z光鏡會辅助阻敝外線閃光的有 允許作麵蝴魏時’㈣赠打開，以 態。 ㈣咐可概大_尺下㈣檢測焊接狀 因此’可於雷射焊接過財倾健員免 刺激，同時透過使用顯微 七曰舰十1曰a 例尺下即時且精確地檢測 «點。尤H執行人I焊接時，可達到精確焊接，再者， 由於其具有便姊紐，並且胁設置和移除，因此可不受限於 焊接物的位置、大小_狀，喊行焊接。 、 有關本發日_徵與實作，紐合赋作最佳實施例詳細說 明如下。 【實施方式】 第1圖係為根據本發明-實施例之與雷射焊接機的撓性臂相 連之顯微鏡的概要結構圖；以及第2 _為第〗圖所示之顯微鏡 的放大結構圖。 參照第2圖，一雷射焊接機之顯微鏡，包括··一主體1〇1、一 目鏡m、兩對棱鏡112、112a、一物鏡113、一液晶（Lc)快門 、一濾光鏡ι〗5、一全反射鏡116，以及一安全玻璃。 主體101具有一體成形的一對管，以使作業員能以兩眼觀察 知接物。目鏡111係可移動地設置在主體的管上，以透過上下移 動來調整顯微鏡的放大倍率。每對棱鏡112、U2a其分別設置在 10 1283302 得1在抑、的眼距使焊接物聚絲—影像。物鏡113 係权置在棱鏡下方，以調整焦距，致使健員可透過目鏡⑴，在 其焦距範圍内看到焊接物。LC快門Π4係設置在物鏡113下方， 其薇當在雷料接触巾时射的f縣絲纽之紅外線閃 先％，用於主要覆蓋並倾物鏡113，並且，當雷射谭接完成時， 其可用於打開物鏡，以即時檢測焊接物的焊接狀態。遽光鏡出

係設置在LC快門114下方，以辅助阻播於焊接過程中產生的紅外 、，友門光以防目眩。全反射鏡116係設置在遽光鏡出下方，於 其上时反射材料’以完全反射並阻擔由雷射光束產生的有害 波。安全玻璃117係設置在全反射鏡116 了方，以安全保護全反 射鏡116 ’以免受到在雷射焊接過程中喷賤的碎片的損害。 麥照第1圖，雷射焊接機之顯微鏡，更包括一撓性臂1〇2、一 磁力座103，以及一鹵素燈1〇5。 撓性臂102的一端耦接到主體1〇1的外侧，並且其具有一動 力電氟104。撓性臂102的另一端可旋轉地嵌入磁力座1〇3中，並 且可透過擰緊或放鬆一調整螺釘而將嵌入的撓性臂102固定在磁 力座103上，或者係沿磁力座1〇3左右旋轉。於此，係將磁力座 103適當地貼附在一金屬平臺或者其類似物體上。函素燈1〇5係設 置在臨近撓性臂1〇2之一端的部分，並透過動力電纜104向其供 電’以向焊接物發射光線。因此，利用撓性臂102可輕易地調整 主體101與焊接物間的焦距。 1283302 $ 以下’將配合附圖以更完整地描述具上述結構的雷射焊接機 之顯微鏡。 再次參照第2圖，兩目鏡111係設置在主體ιοί上，以使作 業員可以雙眼觀察焊接物。並且，透過上下移動目鏡111，可察看 到放大比例尺，例如·· 10X、16X、20X以及40X，之焊接物。 然而，由於每個作業員的雙眼間距係不同的，因此可提供兩 對棱鏡112與112a，以於補償兩眼間的視差。 也就是說，透過調整兩對棱鏡112、112a，即可清楚地看到焊 接物的影像。於此，各個棱鏡112、n2a具有一三角部，並且係 排列成底部相對的狀態，即，一棱鏡向左，而一棱鏡向右。 物鏡113係設置在兩對棱鏡112、112a下方，以使作業員透過 目鏡ill可在焦距範圍内看到焊接物。於此，可選擇1〇〇mm、 120mm、150mm、2〇〇_焦距物鏡等作為所設置之物鏡113。 LC快門114係設置在物鏡113下方，可根據每次在雷射焊接 機發射雷射光束時產生的同步電壓信號，而反復地關閉和打開。 換句話說，在發射雷射光束的過程中，LC快門114根據同步電壓 信號而關閉，以保護作業員的眼睛免於受到因雷射光束而產生的 閃光的刺激。並且，當結束發射雷射光束時，LC快門114根據同 步電壓信號而打開，以暴露出物鏡113，致使可透過物鏡丨13而快 速且連續地檢測完成雷射焊接的焊接物。 濾光鏡115係設置在LC快門114下方，用於辅助阻擔於雷射 12 Ϊ283302 焊接過程中產生的紅外線閃光，以防目眩。 全反射鏡116係設置在濾光鏡115下方，其上塗有反射材料， 用於反射並阻擋由雷射光束產生的有害波（1064 nm)。如果有害 波直接與作業員的眼睛接觸，作業員可放開其觀測，因此全反射 鏡116是非常必要的。 女全透鏡117設置在全反射鏡ns的下方，用於保護全反射 鏡116防止於雷射焊接過程中產生的飛濺碎片。 再次參照第1圖，撓性臂1〇2,其一端連接到主體1〇1的外側， 並於其中設置動力電纜104。撓性臂可由可撓性波紋管製成，因此 即可使用撓性臂102而輕易地調整主體1〇1與焊接物間的焦距。 此外’可將撓性臂102的另一端可旋轉地嵌入到磁力座1〇3 中’因此可透過擰緊或鬆開一調整螺釘將嵌入的撓性臂搬固定 在磁力座103上，或係沿磁力座1〇3左右轉動。如此一來，不論 焊接物位於何處，均可進行焦距的調整。 磁力座103搞接至撓性臂1〇2的另一端，並可透過施加磁力 輕易地貼附在-金屬平臺和其它類似物上並且從其上分離，致使 可輕易地設置磁力座並不受限於焊接物的位置、大小、形狀等條 件。 鹵素燈1〇5設置在撓性臂1〇2上，並與捷性臂1〇3中的動力 電纜104相連，用於向焊接物發出光線。 於習知技術之雷射焊接機中，一般是在雷射谭接後，作業員 13 1283302 再以肉眼逐-地檢鱗接物轉接點。另—方面，就根據本發明 之顯微鏡來說，主要執行方式如下：LC快門m係根據於每次發 射雷射光束時所產生的同步電壓信號而關閉，以轉強光；並再 於每次結束雷射光束的發射時，將LC快門114打開，以致可於放 大比例尺下即時地檢測焊接物的焊接點。

因此，根據本發明之顯微鏡，其可保護作業員的眼睛以防受 到於雷射焊接過針所產生的強光_激，並且透·微鏡可放 大比例尺下即時且射地檢爾接點。尤其是，當以人工進行雷 射焊接時，可達顺確焊接，再者，由_微鏡的便於移動，以 及易於設置和移除等的雜，_不受限於焊接物的位置、大小、 开>狀或者相關條件，均可以進行雷射焊接。 如上所述’ 1C快Η 114在每次發射雷射光束時會關，用於 主要阻擔強光’例如：閃光、電聚等，而濾、光鏡115輔助阻播紅 外線閃光，以及全反射鏡116則反射雖财害波，以保護作業 員的眼睛。此外’可於放大比例尺下即時且精確地檢測焊接點 此外’由於顯微鏡的便於移動，以及易於設置和移除等特性， 因此不受限於縣物的位置、別、、雜或者其他條件，均可以 即時且精確地檢測焊接狀態。 雖然本發日似前述之較佳實施例揭露如上，並非用以限 疋本發明’任何熟f相像技藝者，在不麟本發明之精神和範圍 内’當可作些許之更触獅，本發明之專娜護範圍須視 14 !2833〇2 本明書所附之_料糧騎界定麵準。 【圖式簡單說明】 弟1圖係為說明根據本發明一實施例之與雷射焊接機的撓性 《相連之頭微鏡的概要結構圖；以及 第2圖係為說明第1圖所示之顯微鏡的放大結構圖。 【主要元件符號說明】 101主體 102撓性臂 103磁力座 1〇4動力電纜 1〇5鹵素燈 111目鏡 112棱鏡 112a棱鏡 113物鏡 114液晶快門 115濾光鏡 116全反射鏡 117安全玻璃 15

Claims (1)

1283302 十、申請專利範圍： 1· 一種用於即時檢測雷射焊接機的焊接狀態之顯微鏡，包括有： 一主體，具有一體成形的一對管； 一目鏡，可活動地設置在該主體的該管上，以藉由上下移 ★ 動而調整該顯微鏡的放大倍率； - 一對棱鏡，設置在該目鏡的下方，以根據作業員的兩眼距 離使一焊接物聚焦為一影像； • 一物鏡，設置在該對棱鏡的下方，用於調整一焦距，藉以 使該作業員看到該焊接物在一焦距範圍内； 一液晶（LC)快門’設置在該物鏡的下方，用以於產生一 紅外線閃光的時刻，主要覆蓋並保護該物鏡，以及用於當完成 該雷射焊接時，打開該物鏡，以便於即時檢測該焊接物的焊接 狀態； -;慮光鏡在該LC快Η的下方，用於輔助阻擋於該 ^ 雷射焊接過程中產生的該紅外線閃光，藉以防止目眩； 一全反射鏡，設置在該濾光鏡的下方，並塗佈有一反射材 • 料，用於完全反射並阻擋由該雷射光束產生的一有害波；以及 ^ _安全_，設置在該全反射鏡的下方，驗安全地保護 該全反射鏡以防受到於該雷射焊接過程中產生的碎片的損害。 2·如申請專利範圍第1項所述之顯微鏡，更包括有·· -撓性臂’-端連接卿主體的相，以容易地調整該主 體與該焊接物間的焦距，其中該撓性臂具有一動力電纜； 16 ^833〇2 磁力座’可分離地設置在一金屬平臺上，並且可旋轉地 肷入該m臂的另―端’用於允許透過擰緊或放鬆一調整螺釘 使該撓性臂m定於其中，或使該撓性臂左右旋轉；以及 齒素燈’設置在近該撓性臂一端的一部分，並經由該動 3力電、、’龙而被供給電力，用於向該燁接物發射光線。 申明專利範圍第1項所述之顯微鏡，其中該對棱鏡具有一三 角部。 申凊專利範目第3項所述之顯微鏡，其中該對棱鏡係以底部 ㈣而設置，其中，該對棱鏡中之一指向左，而另—該棱鏡指 向右。 17