焊接部檢測裝置及其檢測方法制造方法及圖紙

焊接激光束被沿著設定在工件中的焊接軌跡而照射，或者檢測激光束被沿著設定在所述工件中由所述焊接激光束熔融的熔池中的掃描軌跡而照射。返回光被接收，所述返回光包括：來自所述工件中的所述熔池的反射光，由所述工件熔融/蒸發產生的蒸發發光，從所述工件中所述熔池輻射的熱輻射光。通過對接收的返回光的強度進行傅里葉變換來探測基頻，且基于在所述基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的頻率下的振幅來檢測在所述工件中的所述焊接部的焊接狀態。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】焊接部檢測裝置及其檢測方法
本專利技術涉及一種焊接部裝置及其檢測方法，特別地，例如，涉及一種當通過激光束的方式將多個工件焊接到一起時，檢測形成的焊接部的焊接狀態的檢測裝置及其檢測方法。
技術介紹
當通過激光束的方式將兩塊鋼片焊接到一起時，使得它們一塊疊放在另一塊上面，進行了對由激光焊接形成的焊接部的質量評估。作為對于由激光焊接形成的焊接部的質量評估的實例，如日本專利申請公開號2008-87056(JP2008-87056)公開了一種有關使用激光束的反射光對激光焊接質量評估的技術。在JP2008-87056A中公開的一種激光焊接質量判定系統，如從激光電筒(torch)輻射YAG激光。激光反射光從焊接操作的前進方向的斜上方上側被第一反射光接收/輸出裝置所接收。包括蒸發光(羽狀(plume))和反射激光光的焊接光被與激光束照射方向同軸的第二反射光接收/輸出裝置所接收。從兩個預定方向同時接收的激光反射光和焊接光被轉換為與它們的強度對應的電信號。此系統基于該電信號的信號強度和其強度的變化來判定焊接質量。根據JP2008-87056A中公開的激光焊接質量判定系統，反射激光和焊接光在同一時間從兩個不同的方向被接收。通過將每種接收光的信號強度與適當設定的閾值進行比較，能夠判定各種焊接缺陷中的任何一種，如：焊道下沉以填補鋼片間縫隙的填充不足，由于鋼片間縫隙過大上下鋼片不能接合的接合失敗，由于鋼片間縫隙過大而焊道下陷的焊道下陷，由于熱平衡的變化焊道突然消失的熔斷，發生穿孔。然而，根據JP2008-87056A中公開的激光焊接質量判定系統，例如，如果激光電筒和工件(鋼片)彼此分開，由接收的反射激光束或焊接光得到的電信號很微弱。因而焊接失敗的判定的精度下降。特別是，在當激光焊接時焊道下陷的焊道下陷的情況下，由于焊接失敗的電信號的變化減弱。因而，有時候，在工件中的焊接失敗不能被精確檢測。進一步，眾所周知，由于工件的熔融/蒸發產生的蒸發發光或從工件中的熔池輻射的熱輻射光根據工件溫度而變化，且用于判定從接收的反射激光束或焊接光得到的電信號的閾值和激光焊接質量都根據工件溫度而變化。如果激光焊接時工件溫度的變化大，工件焊接缺陷的判定精度有時會進一步下降。
技術實現思路
本專利技術提供一種能夠在激光電筒與工件彼此分隔設置進行焊接的遠程焊接操作中，精確地檢測工件中焊接部的焊接狀態的焊接部檢測裝置及其檢測方法。本專利技術的第一方面涉及一種焊接部檢測裝置，其被配置為當將多個工件(W1，W2)被焊接到一起時，檢測形成的焊接部的焊接狀態。所述焊接部檢測裝置包括：照射部，其被配置為沿著設定在工件中的焊接軌跡而照射焊接激光束或者沿著設定在由所述焊接激光束熔融的所述工件的熔池中的掃描軌跡而照射檢測激光束，以將所述工件焊接在一起；光接收部，其被配置為接收返回光，所述返回光包括下列的至少一種：來自所述工件中的所述熔池的通過由所述照射部而照射的所述焊接激光束或所述檢測激光束的反射光，由所述工件的蒸發產生的蒸發發光，和從所述工件中的所述熔池而輻射的熱輻射光；以及檢測部，其被配置為基于在通過對由所述光接收部接收到的所述返回光的強度進行傅里葉變換所探測的基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的頻率下的另一個振幅，來檢測所述工件中的所述焊接部的所述焊接狀態。根據上述方面，在所述工件中所述焊接部的所述焊接狀態，被基于在所述基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的所述頻率下的另一個振幅被檢測，所述基頻被通過當沿著焊接軌跡照射焊接激光束或者沿著掃描軌跡照射檢測激光束時對由光接收部接收的返回光的所述強度進行傅里葉變換來探測。結果，在所述照射部與那些工件彼此分隔設置而將工件焊接到一起的遠程焊接操作中，即使從由所述光接收部接收的所述返回光得到的電信號微弱，或者由所述光接收部接收的所述返回光的強度相應于所述工件溫度的變化而變化，在所述工件中所述焊接部的所述焊接狀態都可以被精確檢測。在上述方面中，所述檢測部基于在所述基頻下的所述振幅和二倍于所述基頻的所述頻率下的所述振幅之間的比率，檢測在所述工件的所述焊接部中的所述焊接缺陷的大小。根據上述方面，所述檢測部基于在在所述基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的所述頻率下的另一個振幅之間的比率，檢測在所述工件的所述焊接部中的所述焊接缺陷的大小，從而，使檢測在所述工件中所述焊接部的所述焊接狀態更為精確。在上述方面中，所述照射部沿著沿著同一的焊接軌跡照射所述焊接激光束數次或者沿著同一的掃描軌跡照射所述檢測激光束數次。根據上述方面，在所述工件中所述焊接部的所述焊接狀態，被基于在所述基頻下的振幅和在二倍于所述基頻下的振幅而檢測，所述基頻被通過當沿著同一的焊接軌跡照射所述焊接激光束數次或者沿著同一的掃描軌跡照射所述檢測激光束數次時，對所述光接收部接收的所述返回光的所述強度進行傅里葉變換而探測。結果，即使當沿著預定的焊接軌跡照射所述焊接激光束僅一次或者沿著預定的掃描軌跡照射所述檢測激光束僅一次時，從所述返回光得到的電信號微弱，或者從所述光接收部得到的所述電信號包含噪聲，由于在所述返回光中的這種噪聲對檢測精度的削減可被抑制。也就是說，所述檢測部的所述焊接狀態的所述檢測精度能被提高。本專利技術的第二方面涉及一種適合于檢測當多個工件被焊接在一起時所形成的焊接部的焊接狀態的焊接部檢測方法。所述焊接部檢測方法包括：沿著設定在工件中的所述焊接軌跡而照射焊接激光束或者在沿著設定在由所述焊接激光束熔融的所述工件的所述熔池中的所述掃描軌跡而照射所述檢測激光束，以使所述工件焊接在一起；接收返回光，所述返回光包括下列的至少一種：來自所述工件中的所述熔池的通過所述焊接激光束或所述檢測激光束的反射光，由所述工件的蒸發產生的蒸發發光，和從所述工件中的所述熔池而輻射的熱輻射光；通過對所述返回光的強度進行傅里葉變換來探測基頻；及基于在所述基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的另一個頻率下的另一個振幅，檢測在所述工件中的所述焊接部的所述焊接狀態。根據上述方面，所述基頻通過對所述接收的所述返回光的所述強度進行傅里葉變換而探測，且然后，基于在所述基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的另一個頻率下的所述振幅，檢測在所述工件中的所述焊接部的所述焊接狀態。結果，在所述激光照射部與工件彼此分隔設置而焊接到一起的遠程焊接操作中，即使從所述接收的返回光得到的電信號微弱或者所述接收的返回光相應于所述工件的溫度的變化而變化，在所述工件中所述焊接部的所述焊接狀態都可以被精確檢測。由以上說明了解到，根據本專利技術的第一和第二方面，當將多個工件焊接到一起，所述基頻通過當沿著所述焊接軌跡照射所述焊接激光束或者沿著所述掃描軌跡照射所述檢測激光束時，對所述返回光的所述強度進行傅里葉變換而探測，且然后，基于在所述基頻下的所述振幅和在二倍于所述基頻的另一個頻率的所述振幅，檢測在所述工件中的所述焊接部的所述焊接狀態。結果，即使從所述返回光得到的電信號微弱或者所述返回光相應于所述工件溫度的變化而變化，在所述工件中所述焊接部的所述焊接狀態都能夠被精確檢測。附圖說明本專利技術的示例性實施例的特點、優點以及在技術和工業上的意義將參考附圖說明如下，其中類似的參考標號表示類似的元件，其中：圖1為示出本專利技術的焊接部檢測裝置的第一實施例的整體結構的總體配置圖；圖2為說明采用圖1所示的檢本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種焊接部檢測裝置，其被配置為當多個工件被焊接在一起時，檢測形成的焊接部的焊接狀態，所述焊接部檢測裝置包括：照射部，其被配置為沿著設定在工件中的焊接軌跡而照射焊接激光束或者沿著設定在由所述焊接激光束熔融的所述工件的熔池中的掃描軌跡而照射檢測激光束，以將所述工件焊接在一起；光接收部，其被配置為接收返回光，所述返回光包括下列的至少一種：來自所述工件中的所述熔池的通過由所述照射部照射的所述焊接激光束或所述檢測激光束的反射光，由所述工件的蒸發產生的蒸發發光，和從所述工件中的所述熔池而輻射的熱輻射光；以及檢測部，其被配置為基于在通過對由所述光接收部接收到的所述返回光的強度進行傅里葉變換所探測的基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的頻率下的另一個振幅，檢測所述工件中的所述焊接部的所述焊接狀態。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.03.29 JP 2013-0720901.一種焊接部檢測裝置，其被配置為當多個工件(W1，W2)被焊接在一起時，檢測形成的焊接部的焊接狀態，所述焊接部檢測裝置的特征在于包括：照射部(1，5)，其被配置為沿著設定在工件(W1，W2)中的焊接軌跡而照射焊接激光束(L1)或者沿著設定在由所述焊接激光束熔融的所述工件的熔池中的掃描軌跡而照射檢測激光束(L5)，以將所述工件(W1，W2)焊接在一起；光接收部(2)，其被配置為接收返回光，所述返回光包括下列的至少一種：來自所述工件(W1，W2)中的所述熔池的通過由所述照射部(1，5)照射的所述焊接激光束(L1)或所述檢測激光束(L5)的反射光，由所述工件(W1，W2)的蒸發產生的蒸發發光，和從所述工件(W1，W2)中的所述熔池而輻射的熱輻射光；以及檢測部(6)，其被配置為基于在通過對由所述光接收部接收到的所述返回光的強度進行傅里葉變換所探測的基頻下的振幅和在二倍于所述基頻的頻率下的另一個振幅，檢測所述工件(W1，W2)中的所述焊接部的所述焊接狀態，其中所述照射部(1，5)沿著同一的焊接軌跡照射所述焊接激光束(L1)數次或者沿著同一的掃描軌跡照射所述檢測激光束(L5)數次，其中，所述檢測部被配置為分析通過沿著所述同一的焊接軌跡照射所述焊接激光束數次或者沿著所述同一的掃描軌跡照射所述檢測激光束而獲得的周期性信號。2.根據權利要求1所述的焊接部檢測裝置，其特征在于所述檢測部(6)基于在所述基頻下的所述振幅和二倍于所述基頻的所述頻率下的所述振幅之間的比率，檢測在所述工件(W1，W2)的所述焊接部中的焊接缺陷的大小。3.根據權利要求1或2所述的焊接部檢測裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：小林裕臣，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP