[發明專利]高能量束焊接質量判定方法、利用該判定方法的質量判定裝置和焊接管理系統

在審

• 申請號: 201780017630.1
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN108883501A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 一戶誠之;宮城雅德;黑木達郎;張旭東;井上亮
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/00;B23K26/03;B23K26/046;B23K26/08;F02M59/44;F02M61/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

本發明提供一種高能量束焊接質量判定方法、利用該判定方法的質量判定裝置、利用該判定方法的焊接管理系統。在高能量束焊接中，能夠提高焊接質量的判定精度、或通過反饋保證恒定焊接質量的精度，提高焊接品的制造效率、即成品率。其特征在于，利用相機得到熔池的圖像，通過圖像處理得到熔池的寬度與長度、面積，此外，利用光傳感器得到反射光、等離子體、熱輻射光，靈活利用上述信號以及其中具有交互作用的信號進行多元回歸分析，由此，高精度地預測熔深，高精度地判定焊接質量，并且也進行光束輸出、焦點位置的預測，進行光束輸出、焦點位置的反饋控制，將光束輸出、焦點位置維持為合適的值，由此，恒定地保證焊接質量。

技術領域

本發明涉及高能量束焊接，特別涉及機動車配件的高能量束焊接方法。

背景技術

高能量束焊接能夠進行深熔的焊接，與現有的電弧焊接相比，能夠精確且高速地進行焊接，所以，近年來其用途正在擴大。作為能夠進行深熔的焊接的原因，高能量束與電弧焊接等相比，例如具有高能量密度。具有高能量密度的高能量束所照射的金屬瞬間被熔化、蒸發。由于該蒸發的高反作用力，熔化部被下壓，形成稱為匙孔的空間。高能量束通過匙孔，能夠抵達材料內部，因而實現深熔的焊接。在高能量束焊接中，以往，關注于所有產品的焊接條件的管理、或抽樣檢查中的焊接質量的評估，難以監測所有產品的實際的焊接狀態。因此，現狀是通過定期清潔透鏡、定期確認焊接條件來實施提高焊接質量的對策。但是，作為提高高能量束焊接的可靠性的根本對策，希望通過監測實際的焊接狀態來保證所有產品的質量、或者在要發生問題的情況下通過對焊接條件進行反饋控制來抑制問題的發生。

作為對于上述問題的對策，如(日本)特開2006-43741號公報(專利文獻1)所記載，提出了一種方法，其由相機對熔化部進行拍攝，對拍攝的圖像進行圖像處理，由此來判定問題。或者作為其它的方法，如(日本)特開2005-14027(專利文獻2)所記載，提出了一種方法，其對圖像傳感器的圖像進行處理、解析，并對焊機的輸出與輸送速度進行反饋。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)特開2006-43741號公報

專利文獻2：(日本)特開2005-14027號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

專利文獻1所記載的方法是對熔池附近進行拍攝，通過圖像處理計算熔池的寬度與長度，在其值大于預先存儲的閾值的情況下判定發生了問題。另外，專利文獻2所記載的方法是通過圖像處理識別熔池的大小及形狀，即時對其進行解析，并對焊機的輸出與輸送速度進行反饋。推定通過將上述方法應用于激光焊接能夠判定焊接問題、通過使焊接質量均勻而能夠防止焊接缺陷。然而在上述方法中，例如因為未充分考慮對對接接頭中最重要的熔深進行高精度的預測，所以，在提高質量判定的精度、或通過反饋保證恒定質量的精度方面存在問題。該問題成為阻礙提高制造效率、即提高成品率的主要原因。

本發明的目的在于，在高能量束焊接中，能夠提高焊接質量的判定精度、或通過反饋保證恒定焊接質量的精度，提高焊接品的制造效率、即成品率。

用于解決技術問題的技術方案

為達到上述目的，本發明的高能量束焊接的質量判定方法是向被焊接物照射高能量束來進行焊接的高能量束焊接的質量判定方法，基于熔池的形狀信息、焊接光傳感器信息、偏回歸分析系數而求出熔池熔深的預測值，通過將所述預測值與基準值進行比較，來判定焊接的質量，

所述熔池的形狀信息，其通過對由相機拍攝的熔池的圖像進行圖像處理來進行檢測；

所述焊接光傳感器信息，其包括由焊接光傳感器檢測出的等離子光；

所述偏回歸分析系數，通過進行多元回歸分析而被求出，該多元回歸分析以熔池的熔深為目標變量、以所述形狀信息及所述焊接光傳感器信息為解釋變量。