[发明专利]具有用于接触钎焊焊丝并与检测器相关联地阻挡激光束的第一部分的夹具的激光钎焊系统、监测激光钎焊系统的方法

说明书

本发明涉及一种激光钎焊系统(100)，其包括：钎焊工具(110)，该钎焊工具(110)具有被构造成沿着辐射路径(RP)发射激光束(114)的激光器(112)；和钎焊焊丝工具(120)，该钎焊焊丝工具(120)被构造成沿着与激光束(114)相交的焊丝路径(WP)引导钎焊焊丝(122)。该系统(100)包括：夹具(130)，该夹具(130)包括第一对准表面(132a)和第一阻挡表面(134a)，其中，第一对准表面(132a)被构造成与钎焊焊丝(122)接触，同时第一阻挡表面(134a)阻挡所发射的激光束(114)的至少第一部分；以及检测器(140)，该检测器(140)布置在所述辐射路径(RP)中，并且被构造成检测所述激光束的越过夹具(130)的所发射的光。还提供了一种监测激光钎焊系统的方法。

技术领域

本发明涉及一种激光钎焊系统、以及一种监测激光钎焊系统的方法。

本发明能够应用在各种部件的制造和生产线中，例如，用于结合汽车行业(包括诸如卡车、公共汽车和建筑设备的重型车辆)中的金属片材或面板。虽然将针对卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是也可用在其他应用中。

背景技术

激光钎焊通常用于自动化的大批量生产线。使用该技术，两个片材或面板通过填充材料结合在一起，该填充材料通常被提供为焊丝。引导激光照射填充材料焊丝，该焊丝然后熔化并流动以结合所述两个片材或面板。因此，能够将两个片材或面板结合在一起而无需充分熔化所述片材或面板。

在激光钎焊过程中，钎焊焊丝相对于激光束的位置很重要；通常，焊丝的位置被设定为预定值，例如与激光束居中地对准。然而，例如，如果焊丝被卡住或在钎焊工具部件中发生故障的情况下，焊丝的位置可能会意外改变。如果焊丝的位置处于预定的工作范围之外，则钎焊焊缝将出现缺陷，并且已钎焊的部分必须被修复或甚至丢弃。

为了确保钎焊工具的正确操作，可以在一定次数的钎焊操作之后手动地检查焊丝位置。这种监测将对生产率有负面影响，因为在该检查期间必须停止工艺过程。而且，在焊丝被错误地定位的情况下，有可能在检测到焊丝的未对准(misalignment)之前产生了若干个故障部分。

JPH-06344163A描述了一种系统，该系统被构造成：通过提供会聚到所期望的焊丝位置的可见激光束来确定焊丝是否被正确地定位。光学检测器被布置成检测从焊丝反射的激光，并且，通过分析所检测到的光的量，可以确定焊丝是否被正确地定位。

在JP2009090360A、US2003/149426A1和JP2012106270A中描述了其他的现有技术系统。

尽管可以确定焊丝是否被正确地定位，但需要一个辅助激光源。这是由于以下事实：如果使用原始激光器来监测焊丝的位置，则焊丝将熔化。因此，提供一种较不复杂的激光钎焊系统将是有利的。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光钎焊系统，该激光钎焊系统能够用于以简单且可靠的方式自动地监测钎焊焊丝的位置。

根据第一方面，该目的通过如下所述的激光钎焊系统来实现。根据第二方面，该目的通过如下所述的用于监测激光钎焊系统的方法来实现。然而，应当意识到，所述用于监测的方法可以用于其中钎焊焊丝的位置应相对于激光束固定的任何钎焊工具。

通过提供一种在遮蔽(shields off)焊丝的同时阻挡所发射的激光束的一部分的夹具，可以在不使用附加激光器的情况下监测焊丝位置。

根据一个实施例，所述夹具还包括与第一对准表面面向不同方向的第二对准表面、以及与第一阻挡表面面向不同方向的第二阻挡表面。因此，可以不使用预先存储的参考值，而是通过将第一阻挡表面和激光束对准时检测到的光与第二阻挡表面和激光束对准时检测到的光进行比较来监测焊丝位置。

第二对准表面可以构造成与钎焊焊丝接触，同时第二阻挡表面阻挡所发射的激光束的至少第二部分。