用于对承载材料上的焊点图像进行评测的装置的制作方法

文档序号:2988596阅读:139来源:国知局
专利名称:用于对承载材料上的焊点图像进行评测的装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种使用光学图像检测单元对承载材料上通过焊点的点焊处 理形成的图像进行评测的装置,该装置包括由至少一个检测装置和一个镜头 组成的照相机,该装置用于监测点焊质量的系统。
另外,本发明涉及一种用于点焊装置的焊接工具,该点焊装置具体地为 焊枪,所述焊接工具包括用于电阻焊接的电极的至少一个保持臂,本发明还 涉及一种用于承载材料的定位单元,该承载材料具体地为可以被引导通过电 极的带状件,用于生成焊点图像,该焊点具体地为熔核,该定位单元具有用 于分析图像的评测装置。
背景技术
从US 6,414,261 Bl已经知道一种用于对点焊进行质量监测的方法,其 中,通过对摄像机记录的图像数据进行评测从而分析点焊。这里,其上已经 进行了 一些焊接处理的工件上部被摄像机录影,在它上面将对图像信息进行 计算以便评估点焊的质量。这里,不利的是,由于工件的上部暴露在外面, 所以在焊接接头区域中的工件上没有均匀的光线条件,因此,照明至少部分 取决于周围光线。另外,所记录图像材料的信息内容受到金属的有光泽的和 /或反射的表面上的反射作用的影响和/或失真,并且/或者受到评测装置或焊 接装置的部件所投射的阴影的影响和/或失真,从而使得地于焊接接头的准确 的有所区分的质量评测变得复杂。
这个方法和现有技术中的已知的用于监测点焊质量的类似方法具有没有 将摄像机固定到点焊枪上的根本性缺陷。这意味着,必须通过合适的定位单 元将摄像机定位在相应的点焊表面上。因此,也可以将工件定位在例如摄像 机的下面。因此,利用这种系统来分析焊点需要非常大的努力,包括所消耗 的时间。
另外,从WO 2004/022278 Al已知一种用于监测点焊质量的方法,其中,
6带状件或金属箔插入在电极和将要焊接的金属板之间,所述带状件或金属箔 设计为使得形成在工件上的焊点的镜面反转的并且特别地成比例的图像或 印记将通过焊接处理生成在带状件或金属荡上。然后,带状件或金属箔上的 镜面反转图像或印记将被评测装置检测和评测,其中,所述图像或印记允许 焊接装置的评测装置或控制和/或评测装置得出焊点的大小、形状和位置的结 论。这里,另一个不利之处在于,图像或印记的光学检测通过常规照相机和 /或镜头实现,从而所拍图像的质量可能会受到可变的或不均匀的环境照明以 及印记反射非常大的影响。
因此,现有技术中用于监测点焊质量的方法和装置具有这样的缺陷,即, 不可能在焊接处理之后,在限定的恒定光线条件和/或环境光线条件下,无论 是釆用什么样的工件,均能够立即以自动方式对焊接结果进行评测。

发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种评测装置和/或焊接工具,通过采用本 发明可以改进点焊接头的光学质量检测。本发明的目的还在于通过质量检 测,特别地通过在焊接场所的直接环境中的自动质量检测,改进点焊装置的 生产程序的效率。
本发明的目的实现为,图^象;险测单元包括照明装置,所述照明装置具有 用于扩散地、均匀地将点焊图像照在承载材料上的扩散器。这具有如下优点, 即图像最终被照在承载材料上,从而使得能够通过照相机获得没有受到失真 的、尽可能为原始状态的图像记录,从而能够进行一些电子图像处理以便对 焊点的质量进行评估。图像的均匀的、扩散的照明防止出现亮区域和/或暗区 域,特别是阴影,和/或在图像区域和/或照相机的录像范围中的反射。扩散 器允许这种均匀的图像照明,从而将生成其本上恒定的光线条件,并且可以 在相同的分析标准下对承载材料上的不同图像进行评估。因此,可以对焊点 的接头质量进行更加客观和有所区分的评估。
如果对照明装置进行调节以便间接地在照相机方向上照亮承载材料,则 可以以简单的方式生成扩散光,这允许对承载材料进行均匀的照明。
如果照明装置包括用于对承载材料进行大面积照明的光源,所述光源包 括具有反射器的扩散器,所述反射器在反射面上将光源生成光束反射到承载材料的方向上,则可以用高亮度的扩散光对承载材料进行照明。由于光源不 会直接对承载材料上的反射进行辐射,所以可以防止承载材料表面上的反射 和/或光亮区域。
利用由不透光材料和/或不透明材料构成的具有低的可见辐射吸收度的 反射器,可以对承载材料进行特别有效的照明,这是因为入射到反射器上的 辐射的输出和经过反射的辐射几乎是一样的,从而大部分生成的辐射能量可 用作照亮承载材料。
如果反射器的材料从塑料类别中选取,则可以获得成低成本的功能设计。
如果反射面为亮光色和/或具有光亮反射特性,则可以使得对于承载材料 的照明尽可能自然,并且在色彩方面尽可能地不发生失真。
如果反射面为白色,特别是无光泽的白色,则这样的设计特别有利,因 为整个可见光即白光的光谱将在白色表面上被反射,从而使得承载材料的表 面上的照明具有自然色彩并且同时具有高的亮度。
由于其适合的反射特性,银色特别是无光泽的银色的反射表面已经被证 明也是有利的。
类似的,如果反射面至少部分为弯曲部并且以类似圆顶的方式封闭内 部,则也是有利的。因此,可以从几个侧面照亮位于反射面下面的承载材料, 并且/或者照亮其整个四周,从而能够对承载材料进行均匀而能够自由反射的 照明。
如果具有弯曲部的反射面在形成圓顶的壳体中限定凹进处,则也是有利
的。因此,照明装置的壳体可以同时用作反射器和反射面,圓顶完全遮挡来 自壳体外部的光辐射。从而,可以通过仅使用照明装置对承载材料上的图像
进行照明,从而允许可控制的照明以及测量结果的复制性。这里,已经证明, 如果圆顶在与反射面相对的下部上具有开口 ,而在所述开口的区域中承载材 料可以被引导通过,那么这是特别有利的。
通过采用这样的方案,即圓顶基本上具有半个壳体的形式,并且位于圓 顶壁上的反射面优选地以半球的方式延伸,圆顶的侧向区域中照明装置的相 对构造允许构成特别紧凑结构的间接照明装置。
这里,圓顶具有开口,优选地位于与反射面相对的下部,承载材料可以
8被引导通过该反射面的区域。
由于其简单和低成本的结构,其中反射器由壳体材料制成,所以实施例
变型是有利的。
独立于壳体种类的照明属性可选择为变量和/或可调节,所述照明属性可 以通过实施例变型获得,其中,反射器设置在壳体的内侧上,用作覆料或漆 涂层。因此,反射器可以特别地适合于承载材料,以用于获得最佳照明效果。
因此,光源设置为与所述弯曲部的区域中的反射面相对,可以实现对承 载材料的非常均匀的间接照明。
通过这样的实施例,其中光源包括至少一个发光二极管,优选地为包括
多个发光二极管的LED环,较长工的发光二极管使用寿命提供了这样的优
点,即很少需要对照明装置进行维护,并且照明装置提供了低的热量使用以 及功率消耗的优点。
另外,允许照明装置的紧凑结构,其中,特别地,LED环包括至少三个 圆形布置的发光二极管,所述发光二极管位于圓顶的侧向区域中,所述LED 环提供了这样的设计,即这样的设计是紧凑的并且在照明方面是有效率的。
一种实施例变型是有利的,其中,图像检测单元具有包括孔的针孔镜头。 因此,可以仅有非常小的区域是不能反射的,所述区域对应于针孔的截面并 且例如位于圆顶中,其中,针孔镜头可以设计为扩散器的一部分。由于镜头 中的孔,即针孔具有相对小的截面,所以防止了承载材料的图像上的干扰暗 化,所述暗化由通过孔的照相机的反射导致。因此,由于与使用常规镜头相 比照相机反射所生成的图片上的暗化非常小,所以照相机记录的图像的质量 可以极大地提高。
通过采用这样的方案,即镜头具有围绕孔的反射器,那么就可以以一种 特别有效率的方式防止了在承载材料的图像上出现照相机的反射。
一种设计是有利的,其中,照相机的镜头设置在圆顶的与承载材料相对 的上部,这是因为照相机将以 一种不扭曲的成比例的方式对图像进行检测, 从而有利于对所记录的图像信息进行评测。
另外,例如由塑料或玻璃构成的透明保护件设置在所述图像;险测单元的 前面,从而保护图像检测单元不受污染物的污染。因此,污染物被阻止进入 圆顶的内部以及影响内部的照明属性。另外,也因此不再需要清洗照明装置的内部。
本发明的目的还通过一种焊接工具得以实现,该焊接工具包括评测装 置,所述评测装置至少部分地根据上述描述设计,并且,具体地,根据权利 要求1到21中的任一权利要求设计。这种焊接工具是有利的,这是因为它 使得能够在完成焊接处理之后直接对焊接接头的图像进行记录和/或通过评 测装置对其进行分析。
一种设计也是有利的,其中,评测装置设置在保持臂的内侧,包括图像 的承载材料在焊接处理已经结构之后被引导通过内侧,之所以是有利的是因 为,承载材料可以沿着焊接接头的表面被传送离开,并且同时,评测装置可 以对靠近焊接接头的承载材料上的图像进行处理。因此,可以省去了用于分 析承载材料上的图像的单独的工作站,从而简化了焊接接头的制造程序并且 降低了制造成本。
另外还有一种设计也是有利的,其中,保持臂形成为L形并且具有弯头, 评测装置设置在弯头的区域中。因此,评测装置设置在与电极和/或焊接接头 直接靠近的位置上,其中,焊接工具的运动将不受到限制,这是因为评测装 置被设置在了弯头的区域中,从而焊接工具的使用范围将不再受到评测装置 的限制,并且可以在焊点形成之后直接对其进行评测。通过采用这样的方案, 即,在已经完成焊接处理之后用于设置承载材料的定位单元将被置于评测装 置下面的保持臂的内侧,所述保持臂具体地位于圆顶的开口的下面,则可以 有利地对承载材料上的图像自动进行分析和/或处理,从而能够对点焊接头的 质量进行经济的、有效率的评估。


现在将借助示例,参照附图来描述本发明,其中 图1示出了点焊装置的侧视图,所述点焊装置具有包括本发明评测装置 的本发明的焊接工具;
图2示出了焊点区域中被焊接的金属板的部分截面斜视图3示出了本发明评测装置的实施例变型的示意性截面图;以及
图4示出了本发明评测装置的实施例变型的分解图。
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具体实施例方式
图1表示点焊装置3的焊枪2的形式的焊接工具1,用于对例如金属板4 和5的至少两个部件进行电阻焊接。优选地,焊接工具1用于自动生成点焊 接头的机器人应用中。焊接工具1具有例如两个弯曲的或L型的保持臂6, 用于分别接收一个电极7,电极7连接到图中未示出的点焊装置3的电源。 另外,焊接工具l设计来接收和引导承载材料8,承载材料8经过至少一个 保持臂6被引导通过电极7的尖端9。优选地,承载材料8包括金属箔或带 状件10,金属箔或带状件IO是可变形的并且在其纵向方向上可以沿着保持 臂6的表面11发生移动。为了移动和/或传送承载材料8,焊接工具1和/或 焊接装置3包括例如下面将要描述的定位单元,用于对通过电极7移动的带 状件10进行传送和/或缠绕和解缠绕。
带状件10可以围绕电极7以多种方式引导,这就是下面将仅对示例性实 施例进行简短说明的原因。这里,绝缘间隔件13围绕电极7设置在电极帽 12和/或具电极7与金属板4和5的接触面之间的区域中。间隔件13例如可 移动地安装在电极7上,从而额外的压力将经过间隔件13被施加到金属板4 和5上。另外,间隔件13的可移动安装使得在焊接处理已经结束之后,间 隔件13将带状件10抬离电极7,即,在焊枪2打开期间以及打开之后,间 隔件13自己将带状件10抬离尖端9和/或电极帽12,然而在焊枪2的关闭 期间,间隔件13将会相对电极7被抬起,从而使得带状件10与电极7相靠。
另外,焊接工具1可以包括具有导沟15的支撑件14,导沟15用于接收 承载材料8。调节装置16,具体地为弹簧部件,设置在支撑件14和间隔件 13之间,从而允许后者在电极7的纵向中央轴17的方向上发生移动,并被 施加合适的压力。为此,调节装置16设计为可变形或具有弹性。
通过焊接工具1,金属板4和5在整个点焊处理期间通过电极7以机械 方式相互挤压。在点焊处理期间,将要连接的两个金属元件通过熔化及其后 的凝固相互连接,其中,由于在电流开始流动时元件之间出现的高欧姆电阻, 高输出被转换为热量,从而使得金属发生熔化。在熔化的金属块在焊接接头 18上已经凝固之后,金属板4和5经过焊点19或熔核相互连接,如图2所 示。
为了评估焊点19的质量,设置有承载材料8,承载材料8在焊接处理期间直接设置在焊接接头18上面。当对元件进行焊接时出现的发热和/或效果, 特别是由焊点19的几何扩展所释放出的热量,使得在承载材料8上产生焊 点19的镜面反转图像20,图像20设置在电极7的尖端9区域中面向金属板 4和5的侧面21上。在焊接完成之后,带状件IO可以在其纵向方向上经过 定位单位实现移位,从而允许评测装置22完成对承载材料8的分析,而不 管金属板4和5的位置以及处理站点。这种方法及其相关装置已经在申请人 的专利文献WO 2004/022278 Al中被公开,这正是为什么引用该文献以便获 得对于焊接装置3、坪接工具1和处理程序的进一步的细节。在WO 2004/022278 Al中描述的至少一部分发明可成为本发明主题的一部分。
图3示出了本发明评测装置22的可能实施例变型。评测装置22为监测 点焊质量的系统的一部分。这个系统^皮设计来对焊点19进行适当的分析, 例如几何变量,例如焊点19的位置、形式和大小。承载材料8所记录的图 20的图像信息用于该分析,其中,图像20的光学检测经过评测装置22实施。 评测装置22包括具有至少一个照相机24的图像检测单元23。照相机24具 有检测装置25和镜头26,其中,检测装置25包括用于将光转换为图像数据 的传感器,镜头26被设计用于调整图像20的图像属性。优选地,检测装置 25包括半导体探测器,例如CCD照相机芯片(CCD-电荷耦合器件)或者 CMOS照相机芯片(CMOS-互补金属氧化物半导体),所述半导体检测器检 测焊点19的图像20,所述图像20然后由电子装置进行数字化处理。检测装 置25和镜头26可以形成通用的结构单元,照相机24的电子装置(未详细 示出)位于评测装置22的不同位置上并且可以通过线路、网络、总线系统 等连接到检测装置25。因此,可以获得更加紧缩结构的评测装置22。用于 监测质量评估的系统和/或评估装置22可以包括对图像20进行合适分析的评
逻辑已经安装在计算机中,所述计算机经过网络(互联网、局域网等)从评 测装置22接收图像信息。这种评测逻辑对于工业图像处理领域的普通技术 人员而言是已知的,因此我们将不再进一步对此进行讨论。
对承载材料8和/或图像20的照明进行控制是必须的,从而允许评测逻 辑对焊点19执行精确的多样化的质量评估。这通过本发明的图像检测单元 23实现,所述图像检测单元23包括照明装置27,照明装置27被设计用于在承载材料8上对点焊图像20进行扩散的、均匀的照明和/或所谓的入射光 照明。扩散照明使得在高反射率的承载材料8的图像20上能够自由进行反 射并且色彩均匀,从而在照相机24所记录的图像20上不再出现失真和/或光 学信息的丢失。因此,可以以一种非常精细的梯度和可靠的方式获得焊点9 的属性。
照明装置27包括用于生成扩散光的扩散器28,所述扩散器28将碰撞的 光发射扩散到不同方向上。在所示的实施例变型中,照明装置27被设计来 间接地照明承载材料8,为此目的,扩散器28具有反射器29,反射器29将 碰撞在反射面30上的光束反射到承载材料8的方向上。这里,反射器29由 不能透光的材料和/或不透明材料制成,其在光的频率范围中具有较低的电磁 辐射吸收度。例如,反射器29的材料从塑料类别中选择,其中,所述塑料 优选地为明亮颜色。具体地,反射器29的材料可以由白色或淡灰色的塑料 制成,从而亮光和/或白光将在承载材料8的方向上被反射器29反射。根据 进一步具有优势的实施例变型,反射器29为银色。另外,反射器29的反射 面30可以处理为阴暗的或粗糙的,从而增加入射光束的扩散。
照明装置27还可以用于直接照明承载材料8。这里,扩散器28可以由 半透明板和/或半透明层制成,例如由塑料、不透明玻璃或类似材料制成,或 者由具有粗糙表面的透明板制成,后者对上部的光进行辐射,从而底部的扩 散光将在承载材料8的方向上辐射。
承载材料8的照明优选地由大面积光源或大面积反射器29实现,从而允 许对承载材料8尽可能均匀地照明。
根据图3和图8中所示的示例性实施例,反射面30包括弯曲部31,弯 曲部31以类似圆顶的方式封闭内部32。照明装置27包括壳体33,壳体33 包括凹进处34,凹进处34形成圆顶35,圓顶35和反射面30封闭内部32。 在其前侧端区域36中,圓顶35具有开口 37,开口 37可以由保护件38关闭, 保护件38具体地为板状并且可以透光和/或为透明的。位于背离圓顶35的保 护件38的底部39上的承载材料8通过照明装置27照明,照明装置27对圓 顶35的内部32进行照明,从而承载材料8的表面40从内部32是可见的, 并且图像20将能够由照相机24检测。
另外,可以提供清洗装置,所述清洗装置包括例如擦拭件、压缩空气喷射器或类似装置,并且可以清洗承载材料8在图像20区域中的污染物。因 此,可以防止保护件38中的污染物,从而保护件38的光透性将不会受到负
面景》响。
照明装置27包括光源41,光源41优选地由至少一个LED(发光二极管) 42形成。优选地,几个发光二4l管42形成一个LED环44。 LED环44可以 例如包括两个在直径方向上相对的发光二极管42。优选地,LED环44包括 至少三个发光二极管42,特别地超过五个,所述发光二极管42以等间距的 方式沿着LED环44的周边设置。优选地,LED环44的发光二极管42用于 发出白光。类似的,发光二极管42可以发出多种颜色的光,具体为红光、 绿光或蓝光。当然,LED环44还可以例如由LED阵列43构成。
LED环44设置在末端区域36中和/或圆顶35的开口 37的区域中,并且 以圓形或环形方式沿着壳体33的横向区域45延伸。这里,发光二极管42 设置为使得它们在反射面30的方向上发光,即,光将由发光二极管42在从 承载材料8和/或开口 37开始的方向上被辐射。采取适当的方案以允许进行 横向辐射,从而反射到带状件10的光将被阻止,并且同时,将会获得更好 的锥形光辐射。反射面30的伞状弯曲部31导致扩散的光反射以及对内部32 和/或位于内部32下面的承载材料8的均匀照明。优选地,圆顶35被设计来 具有半个壳体的形式,特别地,基本上为半球形的形式。
在本发明示例性的实施例中,照相机24的镜头26由针孔镜头46构成。 针孔镜头46包括小直径48的孔47,从而可以利用简单而紧凑的结构来确定 成像物体或图像20的图像大小。优选地,直径48仅为一毫米的一小部分或 几毫米,具体地从O.lmm到5mm,从而仅有图像20将成像在检测装置25 上。为此,针孔镜头46位于与承载材料8相对的位置上并且与承载材料之 间间隔一定的距离49。这里,距离49确定比例因素,利用这个距离图像20 可以成像在检测装置25上。另外,针孔镜头46包括具有扩散性反射属性的 底部50。为此,包括反射面30的反射器29在针孔镜头46的底部50上延伸, 所述反射器29优选地采用上述设计。因此,底部50形成反射面30的区域, 从而光源41生成的光将不会在仅具有小截面的孔47的区域中被反射。然而, 这个不反射区域非常小以至于照相机24在承载材料8上将不能看到反射或 仅能看到可忽略的小反射,并且将在承载材料8上获得图像20的均匀照明。
14在这个示例性实施例中,镜头46优选地设置在圆顶35的上部51和/或 最高点上,从而允许位于内部32下面的承载材料8的图像20将通过检测装 置25进行检测。这样将针孔镜头46垂直设置在承载材料8上的图像20上, 能够将图像20按比例大小进行没有失真的记录,并且能够对所记录的图像 信息进行有效的处理。
如图4所示,壳体33可以包括几个部件,具体地,主壳体52和圓顶壳 体53。保护件38和/或LED环44可以通过具有孔洞54的固紧框架53固定 到圓顶壳体53上,还可以通过固紧部件56固定到圓顶53上,特别地为通 过螺钉57。
本发明另一个技术方案在于用于点焊装置3的焊接工具1,具体地为焊 枪2。焊接工具1包括用于电阻焊接的电极7的保持臂6,并且包括定位单 元,用于引导和/或馈送承载材料8或带状件10,所述承载材料8或带状件 10已经被引导通过电极7,其中,点焊处理允许熔核的图像20在承载材料8 上生成,所述图像20可以由评测装置22分析。根据该实施例,评测装置22 至少部分地根据上述描述设计。应当注意,在下面将要描述的示例性实施例 中,承载材料8包括带状件10。
优选地,评测装置22直接设置在一个保持臂6上,其中,具有图像20 的带状件10被引导通过评测装置22或者为评测目的被引导穿过评测装置 22。根据图1,保持臂6具有弯头58,该弯头58由弯曲部或扣件形成,保 持臂6特别地为L形。评测装置22设置在位于保持臂6的内侧60上的弯头 58的区域59中。焊接处理之后,包括图像20的承载材料8将被引导沿内侧 60通过,从而允许立即在焊接处理之后对焊接结果进行评测。当然,评测装 置22可以适合所有几何形状的保持臂6,从而本发明的评测装置22能够对 点焊接头执行光学质量检测。还可以,例如,将评测装置22集成到一个或 两个保持臂6中并且相应地将带状件10引导通过评测装置22。这里,有利 的是,评测装置22不会以任何方式限制点焊装置3的易接近性和/或移动。
为此目的,焊接工具1或点焊装置3具有用于承载材料8的定位单元61。 根据所示的示例性实施例,定位单元61被设计用于使得围绕电极7被引导 的带状件10发生位移,其中,所述位移例如在每次结束焊接处理之后通过 限定的馈送以类似脉搏的方式进行。为此,定位单元61具有驱动件62,驱动件62特别地可以由点焊装置3的控制单元控制。当带状件10正在移动时, 其在箭头63a和63b所示的方向上移动,从而带状件10将被引导通过评测 装置22。带状件IO可以例如位于圓顶35的开口 37的下面,从而允许照相 机24记录图像20。这里,通过导沟15和/或其它引导装置,带状件10紧紧 沿着保持臂6的表面11被引导。在带状件10已经被引导通过评测装置22 之后,它可以根据需要被馈送,例如,沿着保持臂6的表面11,或者通过引 导装置横向穿过保持臂6,如图1中的虚线所示。
优选地,通过定位单元61将带状件10引导通过评测装置20,以及照相 机24自动地记录图像20,从而图像得以记录。这意味着,带状件10刚好被 牵拉通过照相机24,并且同时,带状件10的表面从而焊点19的表面被连续 记录。这使得不再需要将焊点19准确定位到照相机24的前面,因为评测逻 辑根据所接收到的图像信息分析焊点19的最佳图像。
因此,承载材料8可以在完成焊接处理之后立即分析,其中,这个分析 可以完全以自动的方式进行。这里,没有必要将承载材料8提供给在焊接工 具1之外单独设计的工作站,承载材料8可以在完成焊接处理以及分析之后 立即被馈送给它的下 一 个目标。
另外,没有将评测装置22固定到至少一个保持臂6,评测装置22可设 置在外部装置/工作站上。为了对焊点19进行评测,带状件IO将在完全损耗 之后从焊枪2移除,并且被插入到装置/工作站中,从而对各个图像进行评观'J。 点焊顺序对焊点19进行分配从而可以在任何时间识别出错误的焊点19并对 之进行编辑。
一般地,应当注意,每个保持臂6可以具有单独的评测装置22,从而各 个评测装置22可以独立地为每个保持臂6对可能适合于不同材料金属板4 和5的不同承载材料8进行处理。然而,在所示的示例性实施例中,焊接工 具1仅具有一个评测装置22,评测装置22对分配给金属板4的带状件10 ii^亍;平观寸。
图1到图4中所示的各个实施例可以为根据本发明的技术方案的主题。 根据本发明的各个目的和方案从参照这些附图所作的详细描述中可以知悉。
权利要求
1. 一种使用光学图像检测单元(23)对通过焊点(19)的点焊处理形成在承载材料(8)上的图像(20)进行评测的装置(22),所述装置包括照相机(24),所述照相机(24)包括至少一个检测装置(25)和一个镜头(26),其特征在于,所述图像检测单元(23)包括具有扩散器(28)的照明装置(27),所述扩散器(28)用于将图像(20)扩散地且均匀地照射在所述承载材料(8)上。
2. 根据权利要求1所述的评测装置(22),其特征在于,所述照明装置 (27)构造为在所述照相机(24)的方向上间接照明所述承载材料(8)。
3. 根据权利要求l或2所述的评测装置(22),其特征在于,所述照明 装置(27)具有光源(41),所述光源(41)用于对所述承载材料(8)进行 大面积的照明,所述扩散器(28)包括反射器(29),所述反射器(29)在 反射面(30)上将由所述光源(41)生成的光束反射到所述承载材料(8) 的方向上。
4. 根据权利要求3所述的评测装置(22),其特征在于,所述反射器(29) 由不可渗透光的材料和/或不透明材料制成,所述材料具有低的可见辐射吸收度。
5. 根据权利要求4所述的评测装置(22),其特征在于,所述反射器(29) 的材料选自塑料。
6. 根据权利要求3到5中任一权利要求所述的评测装置(22),其特征 在于,所述反射面(30)为亮光色和/或具有光亮反射特性。
7. 根据权利要求3到6中任一权利要求所述的评测装置(22 ),其特征 在于,所述反射面(30)为白色,特别是无光泽的白色。
8. 根据权利要求3到6中任一权利要求所述的评测装置(22),其特征 在于,所述反射面(30)为银色,特别是无光泽的银色。
9. 根据权利要求3到8中任一权利要求所述的评测装置(22),其特征 在于,所述反射面(30)至少部分为弯曲部(31)并且以类似圓顶的方式包 封内部(32)。
10. 根据权利要求9所述的评测装置(22),其特征在于,所述具有弯 曲部(31 )的反射面(30 )在形成圆顶(35 )的壳体(33 )中限定凹进处(34 )。
11. 根据权利要求10所述的评测装置(22),其特征在于,所述圓顶(35) 其本上具有半个外壳的形式,位于所述圓顶(35)壁上的所述反射面(30) 优选地以半球的方式延伸。
12. 根据权利要求10或11所述的评测装置(22),其特征在于,所述 圓顶(35)在与所述反射面(30)相对的下部(39)上具有开口 (37),所 述承载材料(8)可以被引导通过所述开口 (37)的区域。
13. 根据权利要求10到12中任一项所述的评测装置(22),其特征在 于,所述反射器(29)由所述壳体(33)的材料构成。
14. 根据权利要求10到13中任一项所述的评测装置(22),其特征在 于,所述反射器(29)被设置在所述壳体(33)的内侧上,用作覆料或漆涂 层。
15. 根据权利要求3到14中任一项所述的评测装置(22),其特征在于, 所述光源(41)设置为与所述弯曲部(31)的区域中的所述反射面(30)相 对。
16. 根据权利要求3到15中任一项所述的评测装置(22),其特征在于, 所述光源(41)包括至少一个发光二极管(42),优选为包括多个发光二极 管(42 )的LED环(44 )。
17. 根据权利要求16所述的评测装置(22),其特征在于,所述LED 环(44)包括至少三个圓形布置的发光二极管(42),所述发光二极管(42) 位于所述圓顶(35)的侧向区域(45)中。
18. 根据权利要求1到17中任一项所述的评测装置922),其特征在于, 所述图像检测单元(23)具有包括孔(47)的针孔镜头(46)。
19. 根据权利要求18所述的评测装置(22),其特征在于,所述针孔镜 头(26)的孔(47)被具有所述反射面(30)的所述反射器(29)围绕。
20. 根据权利要求10到19中任一权利要求所述的评测装置(22),其 特征在于,所述照相机(24)的镜头(26)设置在圓顶(35)的与承载材料(8)相对的上部(51 )上。
21. 根据权利要求1到20中任一权利要求所述的评测装置(22),其特 征在于,例如由塑料或玻璃构成的透明保护件(38)设置在所述图像检测单 元(23)的前面,从而保护所述图像检测单元(23)不受污染物的污染。
22. —种用于点焊装置(3)的焊接工具(1),所述点焊装置(3)具体 为焊枪(2),所述焊接工具(1)包括用于电阻焊接的电极(7)的至少一个 保持臂(6 ),还包括用于承载材料(8 )的定位单元(61 ),所述承载材料(8 ) 具体为带状件(IO),所述承载材料(8)可以被引导通过所述电极(7),用 于形成焊点(19)的图像(20),所述定位单元(61 )具有用于分析图像(20) 的评测装置(22),其特征在于,所述评测装置(22)根据权利要求1到21 中任一权利要求设计。
23. 根据权利要求22所述的焊接工具(1),其特征在于,所述评测装 置(22)设置在所述保持臂(6)的内侧(60)上,在已经完成焊接处理之 后,提供有图像(20)的所述承载材料(8)被引导通过这个内侧(60)。
24. 根据权利要求22或23所述的焊接工具(1),其特征在于,所述保 持臂(6)形成为L形并且具有弯头(58),所述评测装置(22)设置在所述 弯头(58)的区域(59)中。
全文摘要
本发明涉及一种使用光学图像检测单元(23)对通过焊点(19)的点焊处理形成在承载材料(8)上的图像(20)进行评测的装置(22),所述装置包括照相机(24),所述照相机(24)包括至少一个检测装置(25)和一个镜头(26)。为了设立能够提高点焊接头的光学质量检测的评测装置(22),图像检测单元(23)包括具有扩散器(28)的照明装置(27),所述扩散器(28)用于将点焊图像(20)扩散地、均匀地照在所述承载材料(8)上。另外,本发明还涉及一种用于点焊装置的焊接工具(1),所述点焊装置具体地为焊枪(2),所述焊接工具具有用于分析承载材料(8)上的点焊(19)的图像(20)的评测装置(22)。
文档编号B23K11/25GK101454112SQ200780019317
公开日2009年6月10日 申请日期2007年4月24日 优先权日2006年6月2日
发明者马里奥·洛伊佩特斯贝戈尔 申请人:弗罗纽斯国际有限公司
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