專利名稱：借助激光束和可動壓緊元件來接合工件的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助激光束來接合工件的激光焊接裝置以及相應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
激光束焊接工藝尤其應(yīng)用于需要對焊接速度較高、焊縫較窄和熱變形較小的工件進行接合的地點。舉例而言，借助專用的安裝及固定裝置將需要接合的工件固定在期望位置，再用激光束焊接使其相連。采用激光焊接時的光強較高，因而通常在獨立的安全腔室內(nèi)操作激光焊接裝置，以免激光輻射對環(huán)境造成影響。這種安全腔室一般而言將整個激光處理裝置封閉在內(nèi)，這樣就增大了這種裝置的體積，也就增大了腔室的操作難度和成本。EP2149421A1描述一種借助激光束焊接工件的裝置，其中，借助布置在外殼中的準(zhǔn)直儀來聚焦纖維激光器的激光束。該外殼的壓力段或壓力元件中設(shè)有出口縫隙，該準(zhǔn)直儀借助一線性驅(qū)動裝置平行于該出口縫隙移動，使得激光束能經(jīng)由出口縫隙從外殼射出，并在固定在外殼的該壓力元件與第二壓力元件之間的工件上產(chǎn)生一條直線型焊縫。但上述線性導(dǎo)引方案只能產(chǎn)生直線型射束導(dǎo)弓丨，為產(chǎn)生彎曲焊縫就需要為需要焊接的工件重新定位，這樣非常耗時。此外，線性驅(qū)動裝置所提供的激光工藝進給速度是給定的，這個進給速度例如因為準(zhǔn)直儀系統(tǒng)的機械穩(wěn)定性而受到限制，且這類準(zhǔn)直儀通常具有敏感型光學(xué)組件，因而難以承受過大的加速度。此外，EP2149421A1并未涉及待加工工件的形狀或結(jié)構(gòu)；例如，該案所提供的裝置及相應(yīng)壓力元件未考慮以下情況:待固定工件的形狀可能各不相同以及/或者可能需要加工不規(guī)則形狀(例如，并不平面平行，而是略微呈三維拱起或三維階梯狀)的工件。加工這種不規(guī)則形狀的工件時可能出現(xiàn)以下情況:外殼的出口縫隙可能并未完全被工件覆蓋，此時，激光輻射可能繞過工件射出外殼并照射到人員。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種借助激光束來接合工件(如金屬板)的激光焊接裝置以及一種相應(yīng)的方法，所述裝置及方法以較高的焊接速度對不同幾何結(jié)構(gòu)或形狀的工件進行激光加工，同時也可靠地防止激光輻射射出。本發(fā)明用于達成上述目的的解決方案為權(quán)利要求1所述的裝置以及權(quán)利要求10所述的方法；本發(fā)明的有利改進方案參見從屬權(quán)利要求。本發(fā)明提供一種借助激光束來接合工件(如金屬板或塑料工件)的激光焊接裝置，其中，所述激光焊接裝置具有用于(朝所述工件)導(dǎo)引所述激光束的光學(xué)掃描器和至少一個壓緊元件，所述壓緊元件在接合過程中沿相應(yīng)壓緊方向?qū)χ辽僖粋€需要接合的工件進行壓制或壓緊從而將所述工件固定。所述激光焊接裝置還具有(例如復(fù)合式)外殼，所述外殼將所述光學(xué)掃描器和從所述光學(xué)掃描器出發(fā)朝所述工件延伸的所述激光束(至少局部或者全部)封閉在內(nèi)。所述壓緊元件構(gòu)成所述外殼的一個部件且可相對多余的外殼以至少一個運動自由度-主動和/或被動地-進行運動。所述壓緊元件例如可以活動布置在所述多余的外殼(所述“剩余外殼”)上，亦即，與所述剩余外殼活動連接；所述壓緊元件也可以以與所述剩余外殼分離并相對所述剩余外殼運動的方式布置?？梢栽O(shè)置多個上述類型的壓緊元件。所述外殼例如可以采用某種構(gòu)造方案，使得所述外殼朝所述工件張開，以及-在所述壓緊元件作為所述外殼的一個部件放置在所述工件上的情況下-所述外殼連同所述工件將所述激光束完全封閉在內(nèi)，其中，所述工件此時將所述外殼的開口閉合。所述至少一個壓緊元件-為將所述工件固定而-沿相應(yīng)壓緊方向(即固定所述工件時壓緊元件所施加的壓力的方向)對至少一個所述工件進行壓制，其中，所述工件例如被夾在所述壓緊元件與相應(yīng)止推軸承(例如另一壓緊元件)之間，從而得到固定。所述壓緊元件同時還用作所述外殼的用來屏蔽激光輻射的部件(即屏蔽部件)，這樣就能實現(xiàn)一種節(jié)省空間的布置方案。所述壓緊元件以可以相對所述剩余外殼運動的方式布置，這樣就能在不透光封閉所述外殼的同時可靠地固定不同三維形狀的工件，舉例而言，在所述壓緊過程中利用所述至少一個運動自由度并根據(jù)所述待固定工件的表面形狀來對所述壓緊元件進行定向，這樣就能將所述壓緊元件無縫放置在所述工件上。為防止造成人身傷害，可使得所述激光束的接通和切斷操作與所述壓緊元件的放置和抬升同步進行，亦即，只有當(dāng)所述壓緊元件放置到所述金屬板上時或者隨后才接通所述激光器，只有當(dāng)所述壓緊元件重新抬升時或者之前(很短時間)才將其切斷。例如可以通過相應(yīng)開關(guān)或傳感器來同步操作激光器。優(yōu)選由布置在所述外殼內(nèi)部和/或外部且整合于一安全電路中的傳感器來檢測(例如在所述工件上)散射的激光輻射的強度。例如可以以電子方式對所述散射輻射強度進行檢測和分析，其中，可在超過極限值時觸發(fā)警報以及/或者中斷接合制程。根據(jù)一種實施方式，所述光學(xué)掃描器具有至少一個用于導(dǎo)引所述激光束的可動掃描鏡。所述激光束例如可以由布置在所述外殼內(nèi)部的激光器產(chǎn)生,或者由布置在所述外殼外部的激光器產(chǎn)生，并借助光導(dǎo)光學(xué)元件(例如，光導(dǎo)纖維、鏡子、透鏡等等)被導(dǎo)引至所述外殼中的光學(xué)掃描器，其中，所述光導(dǎo)元件以及從所述激光器至所述光學(xué)掃描器的射束導(dǎo)引優(yōu)選均受到不透光封閉。所述光學(xué)掃描器例如可以具有一用于調(diào)節(jié)所述激光束的聚焦位置的聚焦裝置以及至少一個(例如借助檢流計驅(qū)動裝置而)以可轉(zhuǎn)動方式布置的掃描偏轉(zhuǎn)鏡，所述掃描偏轉(zhuǎn)鏡用于對所述激光束(或其聚焦位置)進行導(dǎo)引或重新定位。這類偏轉(zhuǎn)鏡可能相對較小，質(zhì)量慣性矩通常較低，因此，很快就能被重新定位到另一旋轉(zhuǎn)角位置上，從而迅速為所述激光束重新定位。所述光學(xué)掃描器也可以具有例如兩個掃描鏡，它們圍繞相互垂直的(檢流計)軸線轉(zhuǎn)動式布置，以便通過鏡子反射和相應(yīng)改變鏡子的旋轉(zhuǎn)角位置來對激光束進行二維導(dǎo)弓I，從而及時產(chǎn)生彎曲的焊縫而無需對待加工工件進行重新定位。根據(jù)一種實施方式，所述至少一個壓緊元件以可圍繞一(大體)垂直于壓緊方向的軸線轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)的方式布置在所述多余的外殼上。根據(jù)該實施方式，在應(yīng)用具有直線型或平坦壓緊區(qū)段的壓緊元件且所述待夾緊或待固定工件具有楔形(和并不平面平行)的形狀時，所述壓緊元件在放置到所述工件上的過程中圍繞所述楔形工件的張角翻轉(zhuǎn)，使得所述壓緊元件的壓緊區(qū)段平坦地放置在楔形表面上，從而防止激光從所述壓緊元件與所述工件之間穿過。所述壓緊元件也可以-借助一截球面-以可圍繞多個軸線或圍繞兩個相互垂直的軸線轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)的方式布置。根據(jù)一種實施方式，所述至少一個壓緊元件以可沿所述壓緊方向(相對所述多余的外殼)運動(如移動)的方式布置或安裝在所述多余的外殼上。例如可以設(shè)置多個可沿所述壓緊方向移動的壓緊元件，其中，在夾緊階梯式工件時，每個所述壓緊元件均可以其壓緊區(qū)段移動到一對應(yīng)于所述工件的相應(yīng)階梯的高度，從而將該階梯式工件不透光夾緊。舉例而言，這種壓緊元件可以沿所述壓緊方向主動和/或被動地縮入所述剩余外殼(即所述多余的外殼)或者朝待固定工件伸出。例如可將所述壓緊元件以借助彈簧(如盤簧或氣動彈簧)被動活動的方式安裝在所述多余的外殼上，使得在所述壓緊元件放置到工件上的過程中對放置運動進行緩沖。這種壓緊元件此外還可以以例如借助電動或液壓致動器主動運動的方式設(shè)置在所述多余的外殼上，使得所述壓緊元件能夠以與所述多余的外殼的運動無關(guān)的方式朝所述工件運動或者離開所述工件。該實施方案的優(yōu)點在于，改變裝置位置或者補充需要接合的工件時不一定要從工件上拿開整個外殼，而只需要借助相應(yīng)致動器將用作壓緊元件的外殼部件拿開即可。此外還能在發(fā)現(xiàn)起動位置與規(guī)定位置存在偏差的情況下識別出工件上或裝置(如壓緊元件)上的不規(guī)則性。這樣就能識別出工件上出現(xiàn)焊珠、金屬板褶皺過多或者板厚有誤等錯誤。所述致動器還能確保所述壓緊元件以規(guī)定的壓緊力施加于金屬板，例如通過用電動機電流分析裝置、電容式傳感機構(gòu)和/或超聲波傳感機構(gòu)對這些元件的位置和壓緊力進行測定和監(jiān)測來實現(xiàn)這一點。也可以以相同的方式測量張開壓緊元件所需的作用力，這樣就能檢測壓緊元件在工件上的吸附性從而避免該裝置受損。根據(jù)一種實施方式，所述至少一個壓緊元件具有由柔性(即彈性變形)材料構(gòu)成的壓緊區(qū)段。根據(jù)該實施方案，所述壓緊區(qū)段(即壓緊元件的在工件固定過程中接觸該工件的區(qū)段)或者所述壓緊元件的正面例如可以具有由一柔性(且耐熱)材料制成的密封元件或者例如可以由一柔性材料構(gòu)成。整個壓緊元件也可以由一柔性材料構(gòu)造而成。通過這種方式，所述壓緊元件(或其形狀)就能在壓緊工件時與該工件的表面形狀匹配并在壓緊元件與工件之間實現(xiàn)不透光封閉，其中，壓緊元件借助其彈性變形而獲得一定運動自由度；此外，這種柔性材料還能防止在工件上產(chǎn)生印記。所述壓緊元件的前述運動自由度-轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)、直線移動以及彈性變形-也可以任意組合，其中，例如可以借助一以可轉(zhuǎn)動和可(直線)移動方式布置在所述剩余外殼上且具有柔性壓緊區(qū)段的壓緊元件來可靠地為工件與該壓緊元件建立不透光封閉。根據(jù)另一實施方式，所述外殼具有多個壓緊元件，這些壓緊元件分別構(gòu)成所述外殼的一個用于屏蔽激光輻射的部件并能以至少一個運動自由度(例如各自獨立地)相對所述多余的外殼進行運動，其中，可以為每個所述元件設(shè)置一或多個前述自由度。之前曾以階梯式工件為例作過說明，根據(jù)該實施方案，例如可以使得每個所述壓緊元件均接觸工件表面的單獨一個可視為大體平坦的分區(qū)，而不必覆蓋整個不規(guī)則成型(例如弧形拱起)的工件表面，這樣就能在為壓緊元件與相應(yīng)工件表面建立不透光封閉的同時可靠地固定不規(guī)則成型的三維工件。根據(jù)一種實施方式,所述光學(xué)掃描器被構(gòu)造為，所述光學(xué)掃描器可將所述激光束朝其中一所述壓緊元件和被這個壓緊元件固定的工件偏轉(zhuǎn)。所述壓緊元件例如可以同時夾緊多個工件。根據(jù)該配置方案，例如可以通過在不同射束導(dǎo)引光學(xué)裝置之間進行針對性射束導(dǎo)引切換或者通過一可控的射束導(dǎo)引光學(xué)裝置來將射束朝相應(yīng)壓緊元件或者被這些壓緊元件固定的工件偏轉(zhuǎn)，其中，可以用單獨一個裝置同時加工不同幾何結(jié)構(gòu)的工件以及/或者在單獨一個夾緊過程中產(chǎn)生多個焊縫和/或工件。根據(jù)另一實施方式，所述激光焊接裝置實施為焊槍(下文也稱作“焊槍”)，其中，所述外殼的至少一個壓緊元件構(gòu)成所述焊槍的一臂部，包含至少另一壓緊元件的支架構(gòu)成所述焊槍的第二臂部。與前述配置方案類似，構(gòu)造于所述支架上的壓緊元件也可以以至少一個運動自由度(主動和/或被動地)相對所述支架進行運動。根據(jù)另一實施方式，所述激光焊接裝置實施為某種焊槍，其每個臂部均具有一包含至少一個壓緊元件的外殼，這些外殼內(nèi)各設(shè)有一用于導(dǎo)引激光束的光學(xué)掃描器。這些外殼內(nèi)可以安裝有可個別受控的光學(xué)掃描器，其中，這種裝置例如可以用來同時對金屬板進 Τ雙面接合。優(yōu)選在所述焊槍的支架或者在相應(yīng)外殼上設(shè)置一用于對處理地點進行觀察的傳感器(如熱釋電傳感器)。利用所述傳感器來控制相應(yīng)加工激光器，能夠可靠地防止發(fā)生焊斷、熱輸入過大導(dǎo)致焊縫坍塌，或者輸入接合點的熱量過小導(dǎo)致焊縫過小。采用這種控制方案的優(yōu)點在于，可直接在工件上進行間接功率測量。采用這種傳感器輔助的功率控制方案能夠?qū)崿F(xiàn)受到質(zhì)量監(jiān)控的處理過程。通過了解所需的激光功率還能增大制程寬容度。此外還能及時地對光學(xué)系統(tǒng)上的變化(如保護玻璃受污染)加以識別和量化。采用這種傳感器后，通過對該傳感器進行相應(yīng)信號處理并將其應(yīng)用于激光器安全電路來可靠地防止出現(xiàn)焊斷，這樣就允許實施單面加工而無需設(shè)置起激光保護作用的對應(yīng)墊片。該方案具有單面可接觸性，這樣就大大增加了用途，因而特別有利。例如為了制造較短或中斷的焊縫，可以在所述焊槍的兩臂上同步張開和閉合所述壓緊元件，其中，在重新閉合所述壓緊元件前(例如)為了計算(betragen)此前所產(chǎn)生的焊縫而沿進給方向移動整個裝置(或者需要接合的工件)?？梢酝交油ê颓袛嗨黾庸ぜす馄?，以防激光束在焊槍的張開狀態(tài)下射出。例如為了制造較長的不間斷焊縫，也可以在接合制程中通過所述壓緊元件將超聲波脈沖導(dǎo)入所述工件，使得所述裝置(或者需要接合的工件)即使在所述工件上放置有壓緊元件的情況下也能輕易移動；這樣就不需要將壓緊元件張開和閉合或者中斷接合制程?？梢越柚嗷タê系膲壕o元件來固定所述工件，其中，每個外殼或者相應(yīng)焊槍的每個臂部均具有一外壓緊 元件和一被該外壓緊元件包圍的內(nèi)壓緊元件，且這兩個壓緊元件相互嵌合。根據(jù)該配置方案，例如實施接合制程時，其中一壓緊元件緊貼該工件并連同被其固定的該工件一起在與激光制程的進給方向相反的方向上與該激光制程同步移動，而另一壓緊元件則從該工件上抬升并沿激光制程的進給方向運動，其中，該壓緊元件的進給速度大于激光制程的進給速度。當(dāng)緊貼所述工件的壓緊元件到達其規(guī)定的最終位置時或者之前(很短時間)，該一直保持抬升狀態(tài)的壓緊元件放置到所述工件上并連同該工件一起在與激光制程的進給方向相反的方向上與該激光制程同步移動，而該一直放置在所述工件上的壓緊元件則抬升并沿進給方向運動。上述方案實現(xiàn)了所述裝置或者工件的連續(xù)進給以及較長焊縫的不間斷接合。所述接合裝置如果應(yīng)用于需要輸送附加材料的接合制程(例如用附加線路實施釬焊和鋁焊)，則可通過所述壓緊元件來輸送附加材料。在保護氣體下進行焊接時，可在所述壓緊元件中整合用于輸入保護氣體的吸嘴，以便用該保護氣體填滿壓緊元件內(nèi)的整個空間，從而實現(xiàn)焊縫的最佳覆蓋。可用一吸取單元吸取接合制程中所產(chǎn)生的濃煙。作為防止激光輻射射出的額外防護措施，所述壓緊元件可包含紡織品、塑料或者刷毛，這些材料在壓緊元件處于放置狀態(tài)時同樣放置在所述工件上(或者突出于工件以外)并已不透光的方式覆蓋壓緊元件與工件間可能殘留的間隙。所述壓緊元件可呈階梯狀或角形，其中，該壓緊元件的正面設(shè)有相對另一區(qū)段突出或凸起的區(qū)段。該配置方案尤其適用于制造緊挨工件末端(如金屬板邊緣)的焊縫，其中，就朝所述工件移動的壓緊元件而言，該突起區(qū)域放置在其對面的壓緊元件的正面上，非突起(凹進)區(qū)域放置在工件上。利用該壓緊元件的這個相對該突起區(qū)域有所凹進的區(qū)域來壓緊金屬板從而將其固定。所述壓緊元件還可構(gòu)造為從相應(yīng)儲料槽取出粉狀材料或微粒并將其定位至接合點。所述壓緊元件中可能出現(xiàn)大幅升溫，因此，也可以為所述壓緊元件配置例如供冷卻水流動的冷卻通道。


圖1為一閉合式焊槍的示意圖，該焊槍包含可沿壓緊方向移動的壓緊元件；圖2為圖1所示焊槍處于張開狀態(tài)；圖3A、3B為翻轉(zhuǎn)式壓緊元件的工作原理；圖4為壓緊元件的帶橡膠唇的區(qū)段；圖5為壓緊元件的帶刷毛的區(qū)段；圖6為壓緊元件的帶紡織密封唇的區(qū)段；圖7為階梯式壓緊元件的帶紡織密封唇的區(qū)段；圖8為階梯式壓緊元件的帶活動連接件的區(qū)段；以及圖9為被階梯式壓緊元件夾緊的金屬板。附圖標(biāo)記說明I焊槍3上工件5下工件7激光束9光學(xué)掃描器11上臂 13、15上壓緊元件
17支架19下臂21、23下壓緊元件25導(dǎo)引單元27外殼29剩余外殼31加工激光器33掃描鏡35、37上致動器39,41下致動器43、45散射光傳感器47高溫計49檢流計驅(qū)動裝置的軸線50壓緊方向51翻轉(zhuǎn)式壓緊元件53柔性材料構(gòu)成的壓緊區(qū)段55 楔形工件57不平坦表面59正面61橡膠唇63刷毛65柔性紡織布料67凹進區(qū)段69凸起區(qū)段71連接件
具體實施例方式下面借助圖1至9所示實施例對本發(fā)明進行說明，其中，相同或類似特征用同一參考符號表不。圖1為本發(fā)明的一實施方式中實施為焊槍1的激光焊接裝置1，其正在借助激光束7接合兩個工件3、5，其中，借助光學(xué)掃描器9來導(dǎo)引及定位該激光束7。焊槍1具有兩個布置在焊槍I的上臂11上的上壓緊元件13、15，和兩個布置在焊槍I的下臂19的支架17上的下壓緊元件21、23。臂部11、19以可轉(zhuǎn)動方式連接導(dǎo)引單元25，且通過壓緊元件13、15、21、23將需要接合的工件3、5_這里是金屬板3、5_壓在一起。上臂11構(gòu)成外殼27，該外殼將光學(xué)掃描器9和從光學(xué)掃描器9出發(fā)朝工件3、5延伸的激光束7封閉在內(nèi)。上壓緊兀件
13、15構(gòu)成外殼27的一個部件且可相對該多余的外殼即剩余外殼29進行運動，且在圖1所示配置方案中，壓緊元件13、15在此例如借助電動致動器35、37以大體沿壓緊方向運動的方式安裝在剩余外殼29上。下壓緊元件21、23以類似方式借助致動器39、41以活動方式安裝在支架17上，使得壓緊元件13、15、21、23能夠以與臂部11、19的壓緊運動無關(guān)的方式壓向金屬板3、5或者從金屬板3、5上松開。
如圖1所示，上工件3為階梯狀金屬板，亦即，各區(qū)段具有不同板厚。所述上壓緊元件13、15能夠彼此獨立地運動，因此，這些上壓緊元件能夠沉降到相應(yīng)金屬板區(qū)段的高度從而(連同工件3)將外殼27不透光地封閉。激光束7由加工激光器31產(chǎn)生，該激光束通過貫通外殼27的該光學(xué)掃描器的透鏡和鏡子并借助光學(xué)掃描器9的掃描鏡33到達上工件3的表面,該掃描鏡33以可轉(zhuǎn)動方式安裝在一(未繪示)檢流計驅(qū)動裝置的軸線49上。利用散射光傳感器43檢測從工件3、5反射到光學(xué)掃描器9的激光，利用散射光傳感器45來檢測穿過工件3、5與上壓緊元件13、15間的間隙而射出的散射光。如果散射光傳感器45檢測到散射光輻射，則立即切斷加工激光器31以免造成人身傷害。圖1示出一安全單元S及一激光器控制單元L，該安全單元可對散射光傳感器43、45和高溫計47所測得的強度進行分析，該激光器控制單元連接安全單元S以及激光器31。舉例而言，在檢測到過高強度的情況下，安全單元S可向激光器控制單元L發(fā)送斷路信號。布置在下臂19中的高溫計47用于從遠(yuǎn)離處理過程一側(cè)測量下金屬板5的溫度。圖2為圖1所示焊槍中的臂部11、19處于張開狀態(tài)，壓緊元件13、15、21、23處于縮回狀態(tài)；其中，加工激光器31隨著臂部11、19張開而自動斷路(可從圖2中用虛線表示的激光束變化看出這一點)。如圖2所示，焊槍I張開時，焊槍的兩臂11、19偏出其閉合位置(即在焊槍I閉合時的位置)。也可以使得焊槍I的具有包含光學(xué)掃描器9的外殼27的臂部保持不動，而在張開或閉合焊槍I時僅使另一臂部(此處係下臂19)進行運動，這樣例如能夠防止光學(xué)掃描器9受到震動。圖3A和3B為壓緊元件51的工作原理的示意圖，該壓緊元件可圍繞一垂直于壓緊方向50分布的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)且具有一由彈性變形材料構(gòu)成的壓緊區(qū)段53。壓緊元件51放置到具有不平坦表面57的楔形工件55上時，壓緊元件55發(fā)生翻轉(zhuǎn)，柔性壓緊區(qū)段53的形狀匹配工件表面57的形狀，從而為壓緊元件51與表面57建立不透光連接。圖4為以上壓緊元件13為例的壓緊元件的壓緊區(qū)段即正面59，該正面59中插有橡膠唇61，這樣就能防止壓緊元件13將印記遺留在金屬板3的表面上。當(dāng)工件表面不平坦時，橡膠唇61還能可靠地將壓緊元件13或外殼27的內(nèi)側(cè)與外部環(huán)境光學(xué)隔離。圖5和6為將周圍環(huán)境與壓緊元件13的內(nèi)部空間光學(xué)隔離的其他方案。圖5所示配置方案中，借助固定在壓緊元件13外緣的稠密的柔性刷毛63來確保光學(xué)隔離。圖6所示配置方案中，壓緊元件13的外表面上固定有一柔性紡織布料65，用于遮蓋工件3與壓緊元件13間的間隙。圖7和8以下壓緊元件23為例示出一階梯式壓緊元件，具有凹進區(qū)段67和(相對)突出或凸起的區(qū)段69，其中，這類壓緊元件尤其適合于在工件3、5的邊緣區(qū)域內(nèi)實施焊接操作。圖7所示配置方案中還設(shè)有一柔性紡織布料65，在圖8所示配置方案中，凹進區(qū)域67上安裝有可(主動或被動)移動的連接件71，其起光學(xué)密封件作用。圖9為階梯式上壓緊元件13與非階梯式下壓緊元件23配合使用的示意圖。階梯式上壓緊元件13的突出區(qū)段69放置在非階梯式壓緊元件23上。階梯式壓緊元件13的凹進區(qū)段67放置在金屬板3上，其中，壓緊元件13的凹進區(qū)段67與壓緊元件23間的側(cè)向間隙被柔性紡織物65光學(xué)密封。
權(quán)利要求
1.一種借助激光束(7)來接合工件(3、5)的激光焊接裝置(1)，具有: 用于導(dǎo)引所述激光束(7)的光學(xué)掃描器(9), 壓緊元件(13，15)，所述壓緊元件在接合過程中沿壓緊方向?qū)χ辽僖粋€所述工件(3)進行壓制從而將所述工件(3，5)固定， 外殼(27),所述外殼將所述光學(xué)掃描器(9)和從所述光學(xué)掃描器出發(fā)朝所述工件(3,5 )延伸的所述激光束(7 )封閉在內(nèi)， 其中，所述壓緊元件(13，15)構(gòu)成所述外殼(27)的一個部件且可相對所述多余的外殼以至少一個運動自由度進行運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接裝置，其中，所述光學(xué)掃描器(9)具有至少一個用于導(dǎo)引所述激光束(7)的可動掃描鏡(33)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光焊接裝置，其中，所述壓緊元件(51)以可圍繞一大體垂直于所述壓緊方向(50)的軸線轉(zhuǎn)動的方式布置在所述多余的外殼上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項權(quán)利要求所述的激光焊接裝置，其中，所述壓緊元件(13，15)以可沿所述壓緊方向運動的方式布置或安裝在所述多余的外殼上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項權(quán)利要求所述的激光焊接裝置，其中，所述壓緊元件 (51)具有由柔性材料構(gòu)成的壓緊區(qū)段(53)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項權(quán)利要求所述的激光焊接裝置，其中，所述外殼(27)具有多個壓緊元件(13，15)，這些壓緊元件分別構(gòu)成所述外殼的一個部件并能以至少一個運動自由度相對所述多余的外殼進行運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光焊接裝置，其中，所述光學(xué)掃描器(9)被構(gòu)造為，所述光學(xué)掃描器可將所述激光束(7)朝其中一所述壓緊元件和被這個壓緊元件固定的工件偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項權(quán)利要求所述的激光焊接裝置，其中，所述激光焊接裝置實施為焊槍(I )，其中，所述外殼(27)的至少一個壓緊元件(13，15)構(gòu)成所述焊槍的一臂部(11)，包含至少另一壓緊元件(21，23)的支架(17)構(gòu)成所述焊槍的第二臂部(19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項權(quán)利要求所述的激光焊接裝置，其中，所述激光焊接裝置實施為某種焊槍，其每個臂部均具有一包含至少一個壓緊元件的外殼，這些外殼內(nèi)各設(shè)有一用于導(dǎo)引激光束的光學(xué)掃描器。
10.一種借助激光束來接合工件的方法，其特征在于， 借助如權(quán)利要求1至9中任一項權(quán)利要求所述的激光焊接裝置來接合所述工件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種借助激光束(7)來接合工件(3、5)的方法和裝置(1)，其中，所述裝置(1)具有用于導(dǎo)引所述激光束(7)的光學(xué)掃描器(33)；壓緊元件(13，15，21，23)，所述壓緊元件在接合過程中沿壓緊方向?qū)χ辽僖粋€所述工件(3，5)進行壓制從而將所述工件(3，5)固定；外殼(11)，所述外殼將所述光學(xué)掃描器(9)和從所述光學(xué)掃描器出發(fā)朝所述工件(3，5)延伸的所述激光束(7)封閉在內(nèi)；其中，所述壓緊元件(13，15，21，23)構(gòu)成所述外殼(11)的一個部件且可相對所述多余的外殼(11)以至少一個運動自由度進行運動。
文檔編號B23K26/03GK103221174SQ201180053401
公開日2013年7月24日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者伊戈爾·哈舒克, 阿維德·基里安 申請人:斯甘索尼克咪有限公司