图# 图7 在宝马 9 系列汽车车顶焊接中，用传感器监 控焊接过程 （照片由 :; A* 公司提供）

  在工业生产领域提高激光光束利用率的根本原因 是经济效益及激光光束作为一种通用工具的技术特性。 为提高使用激光加工的经济效益，例如系列化生产中， 生产的全部过程需要自动化质量控制。

  集成到扫描系统中的光电二极管式传感 器照片提供：德国 #$%&’()*# ,-公司）

  如上所述，对固态激光器来说，将质量控制用传感 器集成到扫描系统中是非常容易做到的。通常是将传感 器安装在标准光束引导设备上（准直仪、带衍射元件的 光束折射镜） ， 所 以 机 械 接 口 与 标 准 @A： BCD 设 备 相 似。然而，对于与新一代高质量激光光源相结合的长焦 距，则必须对传感器的光路进行一些调整。这个传感器 系统应与特定应用相结合的决策取决于几个核心问题， 传感器供应商的经验有助于决策过程。对于潜在用户来 说，重要的是集成质量控制管理系统要能成功地应用于工业 环境。从多种遥控焊接应用方面取得的经验表明，对监 控焊接过程最有希望的方法是将光电二极管与摄像式传 感器这二种技术有机结合起来，最终形成所有传感原理 优势的结合。 例如二极管和摄像机有不同的技术特点。 由半导体材料制造的 //7 或 /80- 摄像机的波长范围不 能超过 ??99&3。因此一定要采用 D* 基 或 &D$C4 基 光 电 二 极管传感器收集工件表面的能量流信息。这一实例可表 明，这种质量控制管理系统是有效的。它集成了所有可用的 传感方法，在过去的几年已经证明，它一直是现代最高 工艺水准的代表。 这种柔性系统能更可靠地监控激光 焊接过程。

  位置只能 是 与 激 光 光 束 同 轴 的 直 接 相 互 作 用 区 内 。 所 以，传感器只能安装在扫描反射镜与激光光源之间。

  过程开始的 。 当 时 ， 采 用 的 是 基 于 光 电 二 极 管 的 传 感 器技术。此 后 经 过 大 大 小 小 多 次 改 进 ， 如 今 仍 是 批 量 生产中能可 靠 地 监 控 激 光 焊 接 过 程 的 一 种 先 进 和 成 功 的技术。

  欧洲生产工程 对遥控焊接系统来说，在 ! 、 、 #方向上都必须具 有柔性。通常，焦距约为 ?!9933，而这对传感器的设 计影响很大。为获得良好的工件表面分辨率，传感器信 号光束路径必须适应如此之大的焦距。良好的空间分辨 率对检测焊接质量是很重要的因素。图 1 所示为一种解 决方案。图中，右侧是补偿焦距的模块，左侧装有等离 子体和温度传感器的盒子。

  !专用传感器设计的物理基础， !关 于 能 集 成 到 机 械 特 别 是 光 束 发 射 系 统 中 的 模

  新 型 激 光 器 （纤 维 或 盘 形 激 光 器 ） 的 光 束 质 量 的 逐步的提升和新的 !#激光发射系统技术是促进激光材料 加工技术发展 的 基 础 。 这 种 激 光 技 术 在 汽 车 制 造 业 开 拓了新的应用领域：出现了采用扫描技术的遥控焊接， 大多数都用在替代汽车车体生产中原来采用的摩擦点焊。

  新 型 激 光 器 （纤 维 或 盘 形 激 光 器 ） 的 光 束 质 量 的 逐步的提升和新的 !#激光发射系统技术是促进激光材料 加工发展的基 础 。 这 种 激 光 技 术 在 汽 车 制 造 业 开 拓 了 新的应用领域 ： 采 用 扫 描 技 术 的 遥 控 焊 接 。 为 提 高 应 用激光技术的 收 益 ， 例 如 ， 在 系 列 化 生 产 中 ， 生 产 过 程需要自动化质量控制。

  采用 /01 激光器的遥控焊接系统： 2#%3$45$& （照片由德国 2#%36) 激光公司提供）

  采用空间解析传感器中一种能增加信息容量的方 法，这种传感器 （//7 或 /80- 摄像机）可与激光光束 同轴，或与光束轴线偏置安装，配置合适的滤光器， 收集光束 在 时 间 与 空 间 范 围 内 的 辐 射 强 度 变 化 等 等 信 息 。 1999 年 在 这 一 领 域 迈 出 了 摄 像 技 术 工 业 化 应 用 的 第一步。 :#*5;*5 将光电二极管式和摄像机式 传 感 器 这 两种技术结合起来，开发出了一种名为 =,8/ 的新型 质量控制管理系统。 遥控焊接技术在汽车工业中的应用并未对质量控 制基础产 生 任 何 影 响 。 本 文 所 述 内 容 是 将 传 感 器 集 成 到遥控焊接机上。在使用固态扫描仪时，很容易解决， 通常是将 传 感 器 与 普 通 焊 接 头 集 成 到 一 起 。 这 不 同 于

  光器、纤维 或 盘 形 激 光 器 ） 的 激 光 焊 接 应 用 中 ， 特 别 是遥控焊接 应 用 中 的 过 程 监 控 与 质 量 控 制 的 方 案 。 解 决方案包括 采 用 基 于 光 电 二 极 管 技 术 的 传 感 器 的 系 统 结构，基于摄像技术的监控方案以及 $%&’()&’ 最 新 开 发 的，将上述二种传感器结合在一起的监控技术方案。 本文主要阐述如下几个维度的问题：