CN119013694B 用于评估两个导体元件的端部段之间的焊缝的焊接质量的方法和设备 （德国格林机床有限及两合公司）

2024.09.23PCT/EP2023/0581312023.03.29WO2023/186975DE2023.10.05DE102011102010A1,2012用于评估两个导体元件的端部段之间的焊本发明涉及用于评估至少两个细长的导体元件(12)的端部段之间的焊缝(14)的焊接质量的方法(40)和设备(200)，所述导体元件是通过2（32所述第一子集的像素的强度级大于指定的强度级阈值，所述第二子集的像素的强度11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法（40其中，所述数目的像素目标值和/或于确定所述数目的像素目标值和/或所述位置的像素目标范围，以通过使像素的各个强度316.根据权利要求1至3中任一项所述的方法（40其中，同时评估具有多个导体元件4端部段是通过照射所述端部段的端面通过所述的是，使用光学相干断层摄影术或用于轮廓测量的激光传感器来测量在焊缝中产生的焊珠。缺点是为此要求附加的技术装备，并且此测量是缓慢的并且因此是昂贵的。在5[0010]本发明基于的目的是克服现有技术的这些和其他缺个细长的导体元件的端部段之间的焊缝的质[0015](b)将所述图像划分成像素的第一子集和像素的第二子集，所述第一子集的像素[0016](c)通过将所述第一子集的像素和/或所述第二子集的像素的数目和/或位置与对应于期望的质量的焊缝的所述第一子集的像素和/或所述第二子集的像素的数目的至少一个像素目标值和/或位置的像素目标范围进行比较来评估所述焊子集的所述记录的像素的数目和/或每个子集的所述记录的像素的位置与目标值(像素目6应的设备上设置照明装置或可以将照明装置用作所述方法的端面延伸的区域处在用于捕获所述图像的图像捕获装置的方向上被更大程度地像素的不同的强度级(特别是灰度级)是由从所述焊缝所在的并且所述图像描绘的区域反别是基于对被认为良好的焊缝(即对根据期望的标准具有足够或令人满意的质量的焊缝)[0026]如果像素被划分成多个子集，可以通过将不同的子集中的像素的数目和/或位置素可以具有高达256个不同的灰度级，所述灰度级中的每个是由于反射到摄像机上的不同的量的光而产生的。通过将所述图像划分成仅7[0029]如此生成的二值图像或所述图像到所述第一子集的像素和所述第二子集的像素的划分——其例如可以被存储在表中或被存储在表中——现在基于所述第一子集的像素和/或所述第二子集的像素的数目和位置示出了通过焊接产生的焊缝(特别是焊珠)的表面素的数目和/或位置的最佳像素范围或目标像素范围(其特别是对于目标焊缝或具有高焊接质量的焊缝给出的)被用于与在二值图像或表中所述第一子集的像素和/或所述第二子[0030]所述像素目标值可以例如通过所述第一子集的像素或所述第二子集的像素的目[0031]像素目标范围可以是关于在所述图像中一个子集的像素的位置的具体指定。例[0032]给出的焊缝基于其所述第一子集的像素和/或第二子集的像素与这些像素的最佳子集的像素的位置和数目来确定焊珠的形状并且因此确定8这可以是围绕所述焊缝的中心的中心区域(在两个导体元件上的球形焊缝的情况下)。在此区域中的各个像素未被分配给所述第一子集(明亮)，这通常对于表面倾斜度不具有意[0043]恰当地形成的焊缝例如也可以具有在第一类型和第二类型(像素目标范围)的像[0044]可以例如相对于所述第一子集的像素或所述第二子集的像素的总数绝对地或相如在相互焊接的两个导体元件的情况下是特别有用的，用于中心区域的半径可以被指定，[0045]优选地，所述数目的像素目标值和/或所述位置的像素目标范围通过选择最小连的连接横截面相关联所通过的数据可以有利地被用来确定所述数目的像素目标值和/或所9[0047]为了确定焊接质量，原则上可以仅评估所述第一子集的像素和/或所述第二子集的像素的数目、可以仅评估所述第一子集的像素和/或所述第二子集的像素的位置或可以[0048]有利地，可以基于所述第一子集的像素和/或第二子集的像素的数目和位置来确[0049]可以设置的是，根据所述第一子集的像素和/或所述第二子集的像素的数目和位[0051]如果同时评估具有多个导体元件的同一部件(特别是定子)上的焊缝的焊接质量[0052]在开始时提到的目的还通过用于评估至少两个细长的导体元件的端部段之间的焊缝的焊接质量的设备来实现，所述导体元件是通过照射所述端部段的端面而相互焊接[0056]当执行所述方法时，因此优选地沿被用于焊接过程的激光的束路径捕获所述图[0057]根据本发明的设备在此具有与已经参考根据本发明的方法详细地解释的相同的[0061]图2a、图2b示出了在焊接之前来自图1的定子的两个导体单元的示意性侧视图和[0063]图4示出了根据本发明的用于评估来自图1的定子的两个导体元件上焊缝的焊接[0064]图5示出了根据本发明的用于评估来自图1的定子的两个导体元件的另一个焊缝[0065]图6示出了用不同的激光功率焊接的焊缝的二值图像和来自图1的定子的两个导[0067]图1示出了用于评估焊缝14的焊接质量的设备200的一个示例性实施例(参见图[0068]除了激光束源102的束导引件(束路径114)之外，扫描仪光学器件100还包括图像实际激光束焊接之前并且因此在激光束源102的束路径114对部件10的(在每种情况下)两个导体元件12的自由端部段的精确激光束焊接个或多个可移动偏转镜108使得同轴组合的束路径120能够在导体元件12的端部段的表面据下文所描述的方法40(参见图4)，它还被用于在评估焊缝14的焊接质量的背景下的图像更确切地说，可以使用已经提供用于焊接的装置。设备200的一个或多个数据处理系统202——也被称为计算机202可以已经存在或可以被添加稍后将更详细地解释所述数据[0072]图2a使用仍然未焊接的一对细长的导体元件12或发夹示出了摄像机116或照明装置112的束路径118的光118a如何入射在导体元件12的未焊接的端部段的端面13的表面上。少的光118b被反射回到摄像机116并且在拍摄图像20时被摄像机捕获。然而，焊珠16越平出关于所产生的焊缝14的连接横截面的结论并且因此得出由连接横截面确定的焊接质量[0075]图4现在示出了根据本发明的用于评估在一对导体元件12的端部段处焊接的该对成其束路径118在焊缝14的焊珠16或其焊珠16上方。尽管在此时并且在下文中仅提及一个除了裁剪的二值图像28中的第一子集30的非常高的数目A＝2550个白色像素之外，这可以予例如非对称的焊珠16的信息，使得设备200然后可以在不充分焊接的区域中执行重新焊助于激光束源102进行重新焊接期间输入的能量的位置并且优选地还确定该能及持续时间对焊珠16的形成并且因此对在激光束焊接期间焊缝14的焊接质量具有相当大并且可能不能够承受在电动马达中的定子10[0093]如果在参考值R或目标值以上的第一子集30的白色像素的数目围绕中心区域34相[0094]已经部分地解释的图7示出了定子10上的已经焊接的多对导体元件12。示出了焊接的导体元件12的两个异常值，所述异常值与参考值R相比在第一子集30的白色像素的数