本發(fā)明涉及一種用于借助工具來處理工件的方法，特別是用于借用激光對表面進行修復，其中，由控制元件來控制所述工具。

背景技術(shù)：

人們公知呈各種各樣形式和構(gòu)造的這類借助工具來處理工件的方法，例如借助于激光。在此，激光能夠采用多種形式來處理工件，例如，切割工件、對工件表面進行硬化或者通過焊接來連接工件。在這些處理方法中，通常需要通過觀測裝置(例如顯微鏡)來觀察待處理的工件區(qū)域，才能以足夠的精確度引導用于處理的激光束經(jīng)過工件。倘若進行堆焊形式的焊接，在此情形下必須在待焊位置上施加焊絲，使用這種觀測裝置在實際中則必不可少，這樣才能足夠準確地引導焊絲。

在DE 101 57 893B4中對這種方法有所描述。在該發(fā)明中，公開了一種激光處理設(shè)備，具有用于觀察工件的待處理區(qū)域的光學觀測裝置。其缺陷在于，用戶必須站在激光處理設(shè)備旁，以便在操作過程中監(jiān)視工件的待處理區(qū)域。

而重點是，在許多情況下，激光需以一定的功率運作，這就對人員造成不允許的輻射傷害。舉例而言，在汽車工業(yè)中，在沖壓工具的修復過程中使用到激光，這種激光的功率超過1KW。焊工修復工件的具體方式是，他一只手持激光器，另一只手持喂絲機，其材料在熔融后被送到待修復的位置。由于激光的功率很高，因此十分危險，甚至可能對焊工的生命造成致命危害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

由于可能危及激光處理裝置的用戶的生命，因此本發(fā)明的重點在于，減少或者完全規(guī)避這種巨大的風險。

為了達成上述目的，通過控制元件的位置及作用于該控制元件或者由該控制元件施加的壓力，對工件進行控制。

一方面，通過所述控制元件的位置來確定所述工具相對于待處理工件的位置。然而，本發(fā)明的極大優(yōu)勢在于，通過所述控制元件，不僅確定壓力，而且還確定位置，從而焊工能夠在工具的區(qū)域之外執(zhí)行其作業(yè)。

作為示例，對制造汽車部件的情況加以描述。舉例而言，應在相應的壓力下制造行李箱蓋。在兩個鍛模之間進行制造。在制造過程中，某種物體(例如螺釘)可能無意中落在這兩個鍛模之間。于是，該螺釘壓入一個鍛模中，遺留一處缺陷。

在根據(jù)本發(fā)明的工作步驟中，此時對工件的待處理區(qū)域或缺陷處記錄圖像。這可以是正常的圖像，或者在優(yōu)選的實施例中，則可以是3D圖像。另外，對所述待處理區(qū)域或缺陷處額外作出標記。

這種圖像呈現(xiàn)于成像元件上，例如屏幕、iPad或者甚至3D眼鏡。所述屏幕、iPad亦或3D眼鏡能夠自由活動并且不必與待處理的工件位于同一空間中。這一點的巨大優(yōu)勢在于，用戶無需與危險的激光處于同一空間中。

為識別位置，在優(yōu)選的實施例中，以平行于待焊接軌跡(工件中的缺陷處)的方式，在所述工件上粘貼線條。圖像識別或許無法識別所述工件上的精確位置(金屬中的反光、不清晰的邊緣)。為此，將粘貼的線條用作輔助，借此相機能夠建立所述工件與所述缺陷處的關(guān)系。然后，所述焊接機器人定向于所粘貼的線條，在處理之后再移除該線條。所粘貼的線條也可由其他物體來代替，例如基準點(十字、圓圈等)。

該方法尤其在焊接機器人未固定安裝并由此移動過工件的情況下十分必要。為此，參照工件未能得知機器人的零位，通過粘貼的線條再給出這一位置。

在另一個工作步驟中，“焊工”利用所述控制元件行經(jīng)所述圖像。由于這發(fā)生在屏幕上，因此用戶很清楚其必須如何及沿何路徑移動。因而能夠非常精確地實施焊接作業(yè)。

此外，在優(yōu)選的實施例中，所述控制元件是觸控筆，其包括用于其位置的傳感器以及壓力傳感器。一手中持有觸控筆是世界上最自然的事情，人們早就學會這一動作且將其供優(yōu)選的實施例使用，于是通過簡單地操縱觸控筆能夠非常準確地行經(jīng)焊接軌跡。

所述工具(在此情況下為焊接機器人)現(xiàn)已定位于損傷的工件上，優(yōu)選靠近所述缺陷處。所述控制元件或者優(yōu)選實施例中的觸控筆在此行經(jīng)所述圖像。通過更改所述觸控筆的位置以及施加于其上或由其施加的壓力，確定所述焊接機器人的動作的類型和/或動作的強度。也就是說，所述觸控筆的位置數(shù)據(jù)及壓力數(shù)據(jù)被傳遞至所述焊接機器人的控制單元并且轉(zhuǎn)換成所述焊接燒嘴的位置。通過施加的壓力，特別是確定送絲，借由其材料填入所述缺陷處中。換言之，焊工利用觸控筆來模擬其往常直接用手使用相應焊接機器人的動作。

所述控制元件及所述焊接機器人能夠位于同一空間中，但并非必需如此。全部器件都優(yōu)選以無線方式彼此相連。從而能夠非常精確地工作，尤其確保用戶的安全。

還應指出，在上述工作步驟之后，還會再一次記錄所述缺陷處的圖像，以便驗證是否清除該缺陷處。能夠磨光任何可能的凸痕并且修繕缺陷。也就是說，在創(chuàng)建或處理之后，再次利用所述相機來掃描經(jīng)焊接的缺陷處或焊縫，以便測量焊縫以及該位置的品質(zhì)。這再度通過手動審查輸入板來實現(xiàn)，不管是否使用與CAD數(shù)據(jù)的疊加(設(shè)計模型)相比較。

也可考慮，在所述觸控筆之中或之上，不使用傳感器，而是使用用戶的手指來確定壓力/作用力。在手指上，同樣利用傳感器來探測施加于觸控筆的作用力。

在整個過程當中，當然也有可能，在識別出缺陷的情況下，對過程進行干預并且校正機器人的動作。

在另一種可行的實施例中，也有可能使用到3D眼鏡。由此，用戶能夠在清楚缺陷處期間便已對焊接動作進行控制。

汽車工業(yè)中的上述情況僅作示例。可考慮能夠應用根據(jù)本發(fā)明所述方法的若干可行情況。本發(fā)明旨在包括所有這些情況。

本發(fā)明還包括一種用于實施所述方法的設(shè)備。

附圖說明

通過以下優(yōu)選實施方案的描述并參照附圖對本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和細節(jié)加以闡述；本發(fā)明的附圖表示根據(jù)本發(fā)明的用于處理工件的設(shè)備的示意圖。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有工作步驟P1至P4的流程的示意圖D。

具體實施方式

作為第一工作步驟P1，在優(yōu)選的實施例中示出沖壓模具1，例如來自汽車工業(yè)。該沖壓模具具有鍛模2.1和2.2如果物體3(例如螺釘)落入鍛模2.1與2.2之間并且鍛模2.1和2.2拼合，則至少一個鍛模2.1和/或2.2的至少一個表面4.1和/或4.2會遭受實質(zhì)性損壞，形成缺陷處5。

為了修復該缺陷處5，在第二工作步驟P2中，將相機6(優(yōu)選3D相機)移向缺陷處5。該相機記錄損傷位置的3D圖像7。

為識別位置，在優(yōu)選的實施例中，以平行于待焊接軌跡(工件中的缺陷處)的方式，在所述工件上粘貼線條。所粘貼的線條也可由其他物體來代替，例如基準點(十字、圓圈等)。

此時，在第三工作步驟P3中，將所產(chǎn)生的圖像7或所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像再現(xiàn)裝置8，在優(yōu)選的實施例中，例如iPad、觸摸板或屏幕。在專用的程序中，打開并準備圖像數(shù)據(jù)7。據(jù)此，焊接機器人就能預設(shè)待焊接的路徑。于是，稍后自動采用焊接機器人來行經(jīng)這些路徑。

裝置8配有控制元件10，例如觸控筆，其與焊接機器人相連接。該控制元件或者優(yōu)選實施例中的觸控筆10包括用于其位置的傳感器以及壓力傳感器。在此，該觸控筆10用于行經(jīng)缺陷處5，其中觸控筆10移動，正如焊接機器人9的焊接燒嘴在空間中移動那樣。施加于觸控筆10的壓力或者借用觸控筆10施加于缺陷處的壓力的變化模擬焊絲的送絲。用戶基本上利用觸控筆10來焊合缺陷處5。將來自觸控筆10的這些數(shù)據(jù)傳遞至焊接機器人9或其控制單元，相應激活其焊接燒嘴及其送絲，由此將缺陷處5焊合。

也能夠?qū)⑺涗浀膱D像與疊加(Overlay)的設(shè)計數(shù)據(jù)進行比較，以便在結(jié)構(gòu)上處理缺陷處，例如壓模中的孔眼，并且為激光預設(shè)用于填滿(焊接)孔眼的路徑。

因而，將由相機所記錄的圖像與設(shè)計數(shù)據(jù)進行比較。在此，用戶應以交互方式使用觸控筆來填充孔眼或者繪制待焊接的軌跡，然后再將該信息傳遞至焊接機器人并且完成處理。在此，施加于觸控筆的壓力再產(chǎn)生焊絲的饋送，由此限定用于焊絲或者填充孔眼的材料量。

利用觸控筆10，還能夠繪出整個焊接軌跡，將其記錄于計算機中并且傳遞至焊接機器人9。然后焊接機器人9再行經(jīng)這些軌跡。

焊接機器人9能夠與控制元件10位于同一空間中，但并非必需如此。因此，為了完成危險的焊接作業(yè)，能夠并且也建議從相鄰的空間來控制焊接機器人9。

此后，還能記錄另一個圖像，以便查看是否清除缺陷處5。能夠磨光任何可能的凸痕并且修繕缺陷。

也可考慮，不使用傳感器來確定壓力/作用力，而是使用用戶的手指。在手指上，同樣利用傳感器來探測施加于觸控筆10的作用力。

在整個過程當中，當然也有可能，在識別出缺陷的情況下，對過程進行干預并且校正機器人的動作。

在另一種可行的實施例中，也有可能使用到3D眼鏡。由此，用戶能夠在清楚缺陷處5期間便已對焊接動作進行控制。

附圖標記列表

1 沖壓模具

2 鍛模

3 物體

4 表面

5 缺陷處

6 相機

7 圖像數(shù)據(jù)

8 成像裝置

9 焊接機器人

10 觸控筆