发明名称 视觉引导的雷射焊接方法及装置
摘要 为在工作件之熔接位置上产生精密之雷射熔接,一TV摄影机通过雷射光束光学装置摄取每一熔接位置之影像,及视频输出储存于一图框获取器记忆器中,作为像素资料。电脑依据一演算法来处理像素资料,以找出摄影机视域中与雷射光束中心线相关之摄影之熔接位置之最佳熔接点,然后移动一x一y定位平台,以细调整工作件之位置,俾经定位之最佳熔接点精密对准雷射光束中心线。
申请公布号 TW188824 申请公布日期 1992.08.11
申请号 TW081100052 申请日期 1992.01.06
申请人 通用电机股份有限公司 发明人 大卫.塔奇恩;萧恩.墨菲
分类号 B23K26/02 主分类号 B23K26/02
代理机构 代理人 林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1888241.一种用以在工作件上之熔接位置处执行精密熔接之方法,包括步骤: A.置工作件于一x-y定位平台上; B.提供一雷射光束聚焦头,与工作件成熔接关系; C.置一摄影机于与工作件成摄影关系并与聚焦头成固定关系之位置中,俾由聚焦头所发射之雷射光束之焦点位于摄影机之视域内; D.移动工作件,以置一熔接位置于摄影机视域内之标称位置; E.储存像素质料格式之摄影机视域之影像; F.检查像素资料,以辨认在摄影机视域中工作件之邻近熔接位置处之结构特色; G.由结构特色位置找出在摄影机视域中熔接位置上与雷 射光束中心缘之位置相关之最佳熔接点之位置; H.改正工作件位置,俾移动熔接位置之最佳熔接点至与 雷射光束之中心线对准;及 I.产生雷射光束,以实施熔接点。2.如申请专利范围第1项所述之方法,另包含连续重覆步骤D至I,俾在工作件上多个熔接位置之每个处实施熔接点。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中,该摄影机通过聚焦头之雷射光束光学装置摄取熔接位置之影像。4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中,该位置寻找步骤包含步骤: (1)自第一多个经辨认之结构特色位置计算出最佳熔接 点之一第一位置。 (2)自与第一最佳熔接点位置相关之第二多个经辨认之结构特色位置计算出最佳熔接点之一第二位置,及 (3)当第二最佳熔接点位置大致与第一最佳熔接点位置接受第一最佳熔接点位置作为真正熔接点位置。5.如申请专利范围第3项所述之方法,另包含步骤:照射工作件之背面,以投射高对比之熔接位置影像,俾由摄影机摄取。6.如申请专利范围第3项所述之方法,另包含一校准程序,包括步骤: (1)置固体板材料之一卡片于定位平台上, (2)使用雷射光束烧穿一孔于卡片中, (3)储存涵盖该孔在内之摄影机视域之一第一影像, (4)检查所储存之影像,以界定烧穿孔之形心之位置,并故此界定雷射光束中心线在摄影机视域中之位置, (5)沿定位平台之x轴线上移动该卡片一预定距离, (6)储存含有该绕穿孔之卡片之一第二影像, (7)检查该第二影像,以界定烧穿孔形心在摄影机视域中之位置, (8)沿定位平台之y轴上移动该卡片一预定距离, (9)储存含有该烧穿孔之卡片之一第三影像, (10)检查该第三影像,以界定该烧穿孔形心在摄影机视域中之位置,及 (11)计算以所储存之摄影机视域影像之像素幅度单位量度之x及y烧穿孔形心移动之长度与以定位平台幅度单位量度之x及y烧穿孔形心移动之长度之比率,以获得各别x及y轴线校准常数。7.如申请专利范围第3项所述之方法,其中,该工作件为一核子燃料束间隔件,包含一套圈矩阵行列及多个熔接位置,每一熔接位置包含在相邻一对套圈上之最接近正切点,在其末端处,面对聚焦头及摄影机。8.一种用以在工作件之熔接位置处实施精密熔接之装置,该装具一起含有: A.一x-y定位平台,用以支持该工作件; B.一雷射熔接机,包含一聚焦头,用以引导雷射光束于工作件上; C.一摄影机,与聚焦头成固定关系安装,雷射光束之焦点在摄影机视域内; D.一x-y定位平台控制器; E.提供装置,用以提供粗定位输入至该控制器,俾移动该平台,以置一熔接位置于摄影机视域内之标称位置; F.储存装置,可反应摄影机之视频输出,用以储存像素资料格式之熔接位置之影像;及 G.一电脑,用以处理所储存之像素资料,以: (1)辨认相邻熔接位置之工作件结构特色在摄影机视域中之位置, (2)由经辨认之结构特色位置计算出在熔接位置上与雷射光束之中心线位置相关之一最佳熔接点之位置,及 (3)提供细定位输入至该控制器,用以移动该平台,以置最佳熔接点于与雷射光束中心线对准之位置,准备由雷射光束执行熔接。9.如申请专利范围第8项所述之装具,其中,该摄影机置于一位置,以通过聚焦头之雷射光束光学装置来摄取熔接位置之影像。10.如申请专利范围第9项所述之装置,另包含一最佳熔接点位置演算法,用以由电脑控制像素资料之处理,以 (1)由第一多个经辨认之结构特色位置计算出一最佳熔接点之一第一位置, (2)由与第一最佳熔接点位置相关之第二多个经辨认之结构特色位置计算出一最佳熔接点之一第二位置,及 (3)当第一及第二最佳熔接点位置大致重合时,接受第一最佳熔接点位置为真正最佳熔接点位置。
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