RS65295B1 - Ultrazvučni uređaj za zavarivanje sa integrisanim sistemom kamera - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na jedan ultrazvučni uređaj za zavarivanje.

STANJE TEHNIKE

[0002] Za širok spektar tehničkih primena, možda će biti potrebno da se dve komponente spoje zajedno na mehanički jak i/ili električno provodljiv način. Na primer, za različite svrhe može biti neophodno da se kablovi odnosno njihove licne međusobno povežu na mehanički i električno provodljiv način. Na ovaj način, na primer, mogu da se proizvedu kablovski snopovi ili kablovske instalacije, uz pomoć kojih se električni potrošači mogu električno povezati jedni sa drugima, sa izvorom energije i/ili sa upravljačem, na primer u vozilu.

[0003] Takozvano ultrazvučno zavarivanje je razvijeno da bi se dve elektroprovodljive komponente spojile zajedno na kohezivno spojen način i time uz mehaničko opterećenje i dobru električnu provodljivost. To je posebno oblikovanje zavarivanja trenjem u kojem se komponente koje se zavaruju, a koje se takođe nazivaju pridruženi partneri ili materijal za zavarivanje, dovode u dodir sa površinama i pomeraju jedni prema drugima pod niskim pritiskom i visokofrekventnim mehaničkim vibracijama. Vibracije se mogu generisati pomoću sonotrode u kojoj se ultrazvučne vibracije sa frekvencijama tipično od 20 kHz do 50 kHz generišu i prenose do najmanje jednog od spojnih elemenata koji se spajaju. Putem plastičnog toka, spojni elementi se mogu spojiti uzubljivanjem ili spojiti jedan sa drugim blizu površine, a da se materijali spojnih elemenata nužno ne istope. Zbog toga se ultrazvučno zavarivanje može koristiti za nežno, brzo i ekonomično povezivanje spojnih elemenata.

[0004] Ultrazvučno zavarivanje se takođe može koristiti za zavarivanje metalnih spojnih elemenata, kao što su licne dva ili više kablova koji se spajaju ili kao što su dve ili više pojedinačnih žica licne kabla za zavarivanje koja zaptiva. U tu svrhu, spojni elementi se generalno postavljaju u prijemni prostor ultrazvučnog uređaja za zavarivanje. Prijemni prostor je zapremina unutar ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, koja je okružena okvirom sa dve strane ili čak sa četiri strane raznim komponentama kao što su sonotroda, nakovanj, bočni klizač, dodirni element ili slično, tako da se spojni elementi smešteni u njemu tokom procesa zavarivanja mogu pozicionirati i, ukoliko je to moguće, ne mogu da pobegnu bočno iz prijemnog prostora. Spojni elementi smešteni u prijemnom prostoru se zatim zavaruju između ultrazvučno oscilirajuće sonotrode i nakovnja.

[0005] Tokom ultrazvučnog zavarivanja, različiti uslovi, koji se u daljem tekstu nazivaju uslovi zavarivanja, mogu uticati na zavarene spojeve spojnih elemenata proizvedenih postupkom ultrazvučnog zavarivanja. Na primer, relativno pozicioniranje spojnih elemenata jedan prema drugom, kao i pozicioniranje spojnih elemenata unutar prostora za prijem tokom procesa ultrazvučnog zavarivanja može imati značajan uticaj na kvalitet proizvedenog zavarenog spoja.

[0006] Posebno krajevi licni koji se zavaruju kao spojni elementi treba da budu postavljeni što preciznije jedan iznad drugog u prijemnom prostoru ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, tako da se mogu prihvatiti između sonotrode i nakovnja približno poravnati jedan sa drugim i biti zajedno zavareni. Pored toga, greške u umetanju, kod kojih se spojni elementi ubacuju u nepovoljan položaj unutar prijemnog prostora ili se ubacuju čak i pogrešni spojni elementi, mogu negativno uticati na generisani zavareni spoj odnosno proizvod koji se time proizveo. Štaviše, kontaminacija na alatima koji se koriste za zavarivanje, posebno na sonotrodi i/ili nakovnju, ili kontaminacija na spojnim elementima koji se zavaruju, može imati negativan efekat na proizvedeni zavareni spoj. Dalje, alati ultrazvučnog uređaja za zavarivanje su obično podložni habanju, tako da ih je potrebno s vremena na vreme zameniti. Može doći do grešaka i mogu se koristiti neodgovarajući alati u ultrazvučnom uređaju za zavarivanje, što zauzvrat znači da zavareni spojevi koji se njime proizvode mogu biti neispravni.

[0007] Konvencionalno, operater ultrazvučnog uređaja za zavarivanje često je morao da obezbedi da uslovi zavarivanja u ultrazvučnom uređaju za zavarivanje i spojnim elementima ispunjavaju određene specifikacije. Na primer, operater je morao da pravilno pozicionira kablove za zavarivanje sa svojim licnama unutar prijemnog prostora ultrazvučnog uređaja za zavarivanje. U tu svrhu, operater je morao redovno da prolazi posebnu obuku i da uvek koristi ultrazvučni uređaj za zavarivanje sa visokom koncentracijom. Konkretno, operateru je obično bilo potrebno da proveri njihovo ispravno pozicioniranje, na primer vizuelnom inspekcijom, nakon umetanja spojnih elemenata u prijemni prostor, na primer, pre nego što je započeo proces zavarivanja.

Operater je podržan u ovim zadacima pomoću fiksnih graničnika obezbeđenih u ultrazvučnom uređaju za zavarivanje, pomagala za pozicioniranje, kao što su predviđene oznake na sonotrodi i slično.

[0008] Dalje, zadaci operatera mogu uključivati otkrivanje neispravnih zavarenih spojeva nakon obavljenog procesa zavarivanja. Greške u zavarivanju mogu se manifestovati, na primer, u formiranju petlje, izbočenim žicama, oštećenjima, pomeranju položaja kablovskih vodova i/ili drugim rezultatima zavarivanja koji odstupaju od specifikacije.

[0009] US 2013/0011717 A1, koji čini osnovu za generički termin patentnog zahteva 1, opisuje bateriju i ultrazvučni sistem zavarivanja za upotrebu u njihovoj proizvodnji.

[0010] DE 102016 109 131 A1 opisuje postupak za trodimenzionalno snimanje objekta.

[0011] US 2010/0326962 A1 opisuje sistem kontrole zavarivanja.

[0012] DE 21 02014 000 075 U1 opisuje rešenje za kameru i dovod žice za orbitalni sistem zavarivanja.

[0013] DE 102016 121 160 A1 opisuje sistem lemljenja.

REZIME PRONALASKA I POVOLJNO TEHNIČKO REŠENJE

[0014] Možda postoji potreba za ultrazvučnim uređajem za zavarivanje radi zavarivanja najmanje dva spojna elementa, koji je jednostavan za rukovanje, koji podržava praćenje uslova zavarivanja i/ili koji omogućava visok i po mogućnosti konzistentan kvalitet zavarenih spojeva proizvedenih tokom mnogih procesa zavarivanja.

[0015] Takva potreba se može zadovoljiti predmetom nezavisnog patentnog zahteva. Povoljna tehnička rešenja su definisana u zavisnim patentnim zahtevima kao i u sledećem opisu.

[0016] U skladu sa jednim aspektom ovog pronalaska, opisan je ultrazvučni uređaj za zavarivanje koji ima sonotrodu, nakovanj, prijemni prostor u kojem se nalaze spojni elementi koji se zavaruju i koji je na suprotnim stranama ograničen sonotrodom na jednoj strani i nakovnjem sa druge strane, kao i sistem kamera sa najmanje jednom kamerom koja je integrisana u ultrazvučni uređaj za zavarivanje. Sistem kamera je konfigurisan da snima slike najmanje jednog dela područja prijemnog prostora radi optičkog nadzora uslova zavarivanja koji utiču na zavarivanje spojnih elemenata.

[0017] Spojni elementi koji se zavaruju treba da budu smešteni u prijemnom prostoru ultrazvučnog uređaja za zavarivanje pre i tokom procesa zavarivanja. Prijemni prostor je obično ograničen sa najmanje dve strane, često čak i sa četiri strane, tako da spojni elementi nalaze mesto samo u ograničenom prijemnom obimu. Na dve suprotne strane, tj. primera radi iznad i ispod, prostor za prijem može biti ograničen sa jedne strane površinom sonotrode, a sa druge strane površinom nakovnja. Sonotroda i/ili nakovanj mogu da se pomeraju tako da se ove dve komponente mogu relativno pomerati jedna prema drugoj odnosno udaljavati jedna od druge i na taj način prijemni prostor može da se smanji odnosno poveća u prvom pravcu, tj. vertikalnom pravcu. Na još dve suprotne strane, koje idu poprečno, po mogućstvu okomito, na pomenute dve strane, na primer levo i desno, prostor za prijem može biti dodatno ograničen sa jedne strane površinom dodirnog elementa, a sa druge strane pomoću površina bočnog klizača. Dodirni element i/ili bočni klizač mogu zauzvrat da se pomeraju, tako da se ove dve komponente mogu pomerati jedna prema drugoj odnosno udaljavati jedna od druge i na ovaj način prijemni prostor se može smanjiti odnosno uvećati u drugom pravcu koji je okomit na prethodno pomenuti prvi pravac. Površine navedenih komponenti mogu okruživati prostor za prijem poput okvira, posebno kvadratnog okvira. Na petoj ili šestoj strani, koja nije ograničena pomenutim komponentama, spojni elementi mogu da se umetnu odnosno uguraju u prihvatni prostor nalik okviru u pravcu umetanja.

[0018] Formulacija „ograničiti prostor za prijem na jednoj strani“ može se shvatiti da znači da odgovarajuća površina komponente koja se pominje u svakom slučaju znači da se spojni elementi ne mogu pomeriti dalje od ograničenja uzrokovanog ovom površinom. U tu svrhu, odgovarajuća površina može u potpunosti pokriti prijemni prostor na odgovarajućoj strani. Alternativno, međutim, samo delimična pokrivenost prijemnog prostora na odgovarajućoj strani može biti dovoljna, sve dok je osigurano da se spojni elementi drže unutar prijemnog prostora.

[0019] Uslovi zavarivanja koji se moraju poštovati koliko god je to moguće tokom ultrazvučnog zavarivanja uključuju, između ostalog, da su spojni elementi postavljeni pravilno jedan u odnosu na drugi i u povoljnom položaju u odnosu na sonotrodu i nakovanj u prijemnom prostoru pre nego što se pokrene proces zavarivanja. Pošto je prijemni prostor ultrazvučnog uređaja za zavarivanje relativno mali i često ga je teško videti, poštovanje uslova zavarivanja može biti zahtevno.

[0020] Do sada je to obično zahtevalo veštinu operatera ultrazvučnog uređaja za zavarivanje i vizuelni nadzor od strane ovog operatera. U zavisnosti od kvalifikacija operatera i/ili njihove koncentracije, to može dovesti do fluktuacija u kvalitetu proizvedenih zavarenih proizvoda.

[0021] U cilju podrške operateru u nadzoru uslova zavarivanja, posebno se predlaže dodatno opremanje ultrazvučnog uređaja za zavarivanje sistemom kamera.

[0022] Sistem kamera treba da ima najmanje jednu kameru. Ova kamera treba da bude integrisana u ultrazvučni uređaj za zavarivanje zajedno sa ostalim komponentama sistema kamera, odnosno da bude deo ultrazvučnog uređaja za zavarivanje. U tu svrhu, sistem kamera može, na primer, biti čvrsto pričvršćen za druge komponente ultrazvučnog uređaja za zavarivanje. Pored toga, sistem kamera može funkcionalno da komunicira sa drugim komponentama ultrazvučnog uređaja za zavarivanje. Na primer, kamera se može napajati električnom energijom iz električnog napajanja koje takođe snabdeva druge komponente ultrazvučnog uređaja za zavarivanje. Pored toga, kamera može eventualno da prosledi podatke koje generiše drugim komponentama ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, kao što je kontrola ultrazvučnog uređaja za zavarivanje.

[0023] Sistem kamera treba da bude konfigurisan da snima slike najmanje jednog dela područja prijemnog prostora. Slike treba da imaju svojstva slike kao što su rezolucija, dubina polja, određeni broj sivih tonova ili tonova boja, itd., koji mogu da nadziru praćenje uslova zavarivanja, koji mogu uticati na kvalitet zavarenih spojeva spojnih elemenata, na osnovu slika. Na primer, kamera može biti dizajnirana za rezoluciju slike od najmanje 64x64 piksela, poželjno najmanje 256x256 piksela ili čak u opsegu od jednog ili nekoliko mega piksela. U tu svrhu, kamera može imati senzor u ravni slike kao što je CCD senzor ili CMOS senzor. Za specijalne primene, možda će biti dovoljno da kameru opremite senzorom slike nalik na liniju ili čak samo senzorom svetlosti u obliku tačke i koristite ga za skeniranje dela područja koji treba da se snimi kao slika.

[0024] Deo područja prijemnog prostora iz kojeg će kamera snimati slike može se, na primer, nalaziti pored sonotrode. Vidno polje sistema kamera koje odgovara jednom delu područja koji se snima, u okviru koje se kamerom mogu snimiti slike dovoljno oštre i/ili dovoljno visoke rezolucije, može odgovarati zapremini koja se nalazi pored ukupne površine površine sonotrode usmerene ka prijemnom prostoru ili njegovim delimičnim zapreminama. Konkretno, deo područja prijemnog prostora koji treba da se snimi treba da obuhvata one delove zapremine u kojima su tipično smešteni spojni elementi odnosno na kojima su, na primer, interfejsi između spojnih elemenata koji su relevantni za kvalitet zavarenih spojeva tipično raspoređeni.

[0025] U najjednostavnijem slučaju, slike snimljene sistemom kamera mogu se prikazati na indikatoru ili displeju. Slike se mogu prikazati kao statična slika ili kao nekoliko uzastopnih slika, na primer kao sekvenca slika nalik video zapisu. Shodno tome, operater ultrazvučnog uređaja za zavarivanje više ne mora da mukotrpno gleda u prijemni prostor, već može vizuelno da nadzire uslove tamo koristeći snimljene slike. Eventualno se mogu prikazati uvećani pojedinačni delovi slike.

[0026] Dodatno ili alternativno, kao što je detaljnije objašnjeno u nastavku, slike se takođe mogu koristiti za implementaciju daljih funkcionalnosti za ultrazvučni uređaj za zavarivanje, posebno za nadzor uslova zavarivanja u njemu.

[0027] Shodno jednom aspektu, sistem kamera može biti raspoređen izvan prijemnog prostora i može se konfigurisati da snima slike dela područja prijemnog prostora sa jedne strane u odnosu na površinu sonotrode koja ograničava prijemni prostor.

[0028] Drugim rečima, poželjno je dizajnirati sistem kamera kao sastavni deo ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, ali ga ne raspoređivati unutar prijemnog prostora koji je ograničen sonotrodom i nakovnjem, već izvan njega. Shodno tome, sonotroda i nakovanj mogu da se pomeraju jedno u odnosu na drugo bez uticaja sistema kamera.

[0029] Međutim, da bi i dalje mogli da pogledate u prijemni prostor i snimite deo područja unutar prijemnog prostora, ove slike treba da budu snimljene sa jedne strane, na primer pod kosim uglom. Ugao se može izabrati različito u zavisnosti od primene. Ugao se odnosi na površinu sonotrode okrenutu ka prijemnom prostoru i može, na primer, biti između strmog ugla skoro vertikalnog (na primer između 70° i 85°) do kosog sa strane (na primer između 0° i 70° ) do kosog odozdo (na primer između -30° i 0°). Ugao takođe može biti povezan sa pravcem veze između sonotrode i nakovnja i tada može biti, na primer, između 5° i 120°, poželjno između 10° i 70°. Kamera sistema kamera može biti posebno postavljena ukoso pored prijemnog prostora u odnosu na ovaj pravac veze, odnosno može biti postavljena bočno pomaknuta u odnosu na prijemni prostor u pravcu u kome se spojni elementi mogu ubaciti u prijemni prostor, da bi se potom iskosa mogao imati uvid u prijemni prostor. Shodno tome, kamera može da snimi slike željenog dela prijemnog prostora bez ometanja nakovnja ili sonotrode.

[0030] Prema jednom tehničkom rešenju, ultrazvučni uređaj za zavarivanje može dalje da ima izvor svetlosti koji je konfigurisan da osvetli deo područja prijemnog prostora u kojem će slike biti snimljene pomoću sistema kamera.

[0031] Sa takvim izvorom svetlosti, deo područja prijemnog prostora koji se snima, koji se obično nalazi daleko unutar ultrazvučnog uređaja za zavarivanje i koji je u velikoj meri zasenčen od ambijentalnog svetla okolnim komponentama, može biti osvetljen. Zbog znatno poboljšanih uslova osvetljenja, kvalitet slika snimljenih sistemom kamera može se značajno povećati. Pored toga, uticaj ambijentalne svetlosti koja ulazi u prijemni prostor, koja može veoma različito uticati na snimljene slike u zavisnosti od intenziteta i vrste ambijentalnog svetla, može se u velikoj meri smanjiti, tako da se slike mogu snimiti sa visokim kvalitetom u velikoj meri nezavisno od ambijentalnog svetla.

[0032] Izvor svetlosti može uključivati jedan ili više sredstava za osvetljenje, na primer u obliku LED dioda, sijalica, luminiscentnih elemenata ili slično, iako upotreba LED dioda može biti poželjnija zbog njihove male veličine, niske proizvodnje toplote i dugog veka trajanja.

[0033] U skladu sa specifičnim oblikom dizajna, izvor svetlosti može imati više raspoređenih sredstava za osvetljenje.

[0034] Na primer, izvor svetlosti može imati dve, tri, četiri, pet ili više pojedinačnih sredstava za osvetljenje koji su raspoređeni na udaljenosti jedno od drugih. Može biti korisno da se sredstva za osvetljenje raspoređuju jedno iza drugog duž prave ili lučne linije, pri čemu je poželjno da je linija paralelna sa smerom umetanja u kome se spojni elementi ubacuju u prijemni prostor i u kome uzdužni pravac izduženog spojnog elementa se obično takođe proširuje. Poželjno, sredstva za osvetljenje mogu biti raspoređena na jednakoj udaljenosti jedno od drugog, ali takođe mogu biti raspoređena na različitim rastojanjima jedno od drugog. Pored toga, sva sredstva za osvetljenje ne moraju biti raspoređena na istom nivou. Umesto toga, sredstva za osvetljenje mogu biti raspoređena, na primer, duž luka, posebno luka kruga. Poželjno, svako od svetlosnih sredstava je raspoređeno na takav način da značajan deo, po mogućstvu preovlađujući deo, svetlosti koju emituje pada u prijemni prostor, a posebno na deo područja koji se snima.

[0035] Generisanjem celokupnog intenziteta svetlosti koji će biti ozračen u prijemni prostor ne jednom lampom, već pomoću više raspoređenih lampi, između ostalog, može se postići homogenije osvetljenje u prijemnom prostoru i samim tim bolji kvalitet snimljenih slika.

[0036] Shodno jednom tehničkom rešenju, izvor svetlosti može biti konfigurisan da osvetljava deo područja prijemnog prostora pretežno difuznom svetlošću.

[0037] Drugim rečima, izvor odnosno izvori svetlosti izvora svetlosti se može izabrati na takav način i/ili se na njihovu emisiju svetlosti može uticati dodatnim merama na način da oni ne emituju svetlost usmereno, a posebno ne fokusirano, na deo područja prijemnog prostora koji treba da bude osvetljen. Umesto toga, svetlost koja dopire do dela područja treba da bude što je moguće difuznija, tj. da osvetljava deo područja iz različitih pravaca.

[0038] Ovo može, između ostalog, osigurati da je deo područja osvetljen veoma homogeno, što može povećati kvalitet snimljenih slika. Pored toga, difuzno osvetljenje može da smanji jake lokalne refleksije, do kojih bi inače moglo doći, na primer, kada svetlost udari u prijemni prostor na metalnim površinama susednih komponenti.

[0039] Difuzno osvetljenje prijemnog prostora može se postići, na primer, tako što sredstva za osvetljenje ne osvetljavaju direktno prijemni prostor, već privremenim smeštanjem komponente koja rasipa svetlost između sredstava za osvetljenje i prijemnog prostora. Takva komponenta koja raspršuje svetlost može biti napravljena od providnog ili poluprovidnog materijala, tako da se u njemu apsorbuje malo ili nimalo svetlosti. Međutim, na primer, čestice koje se raspršuju apsorbovane u materijalu i/ili gruba tekstura na površini materijala mogu prouzrokovati da se svetlost koja prolazi kroz materijal difuzno rasprši iz svog prvobitnog pravca. Sredstvo za osvetljenje može biti integrisano u takvu komponentu za raspršivanje svetlosti ili može biti postavljeno na suprotnoj strani takve komponente koja rasipa svetlost u odnosu na prijemni prostor.

[0040] U skladu sa daljim specifičnim tehničkim rešenjem, izvor svetlosti se može konfigurisati tako da selektovano osvetljava deo područja prijemnog prostora svetlošću različitih boja.

[0041] U tu svrhu, izvor svetlosti može, na primer, imati jedno ili više sredstava za osvetljenje koja se mogu selektivno kontrolisati da emituju svetlost različitih boja, odnosno mogu se podesiti u boji. Na primer, podesivi LED-ovi se mogu koristiti kao sredstva za osvetljenje. Alternativno, u izvoru svetlosti se može predvideti nekoliko sredstava za osvetljenje, pri čemu svako sredstvo za osvetljenje može da emituje svetlost jedne boje, a boje svetla se razlikuju, tako da se svetlosna boja izvora svetlosti može birati selektivnim uključivanjem i isključivanjem sredstva za osvetljenje. Na primer, u izvoru svetlosti može biti predviđeno nekoliko LED dioda, koje se razlikuju u pogledu boje emitovane svetlosti.

[0042] Mogućnost biranja boje svetla može biti prednost u tome što, na primer, neki od uslova zavarivanja koji se posmatraju mogu biti bolje prepoznati na snimljenim slikama nego drugi uslovi zavarivanja kada se koristi drugačija boja svetla. Na primer, jezgra licni koja se zavaruju mogu se bolje snimiti svetlošću (na primer crvenkastom svetlošću) čiji se spektar razlikuje od svetlosti kojom se, na primer, mogu dobro snimiti materijali ili strukture drugih komponenti raspoređenih unutar ultrazvučnog uređaja za zavarivanje.

[0043] Shodno jednom tehničkom rešenju, izvor svetlosti može biti konfigurisan da osvetli deo područja prijemnog prostora šablonom svetla.

[0044] Drugim rečima, izvor svetlosti može biti dizajniran da ne osvetljava deo područja potpuno homogeno, već da ga osvetljava svetlosnim šablonom u kome se svetlost koja udara u susedne regione lokalno razlikuje u smislu intenziteta svetlosti i/ili spektra. Drugim rečima, šablon svetla može imati susedne svetlije i tamnije regione i/ili susedne regione različitih boja. Različito osvetljeni regioni šablona svetla mogu biti veoma blizu i imati dimenzije koje su znatno manje od dimenzija dela područja koje se snima, tako da je deo područja osvetljen velikim brojem takvih regija šablona svetla. Konkretno, određeni broj regiona šablona svetla može biti znatno veći od broja sredstava za osvetljenje u izvoru svetlosti. Šablon svetla može biti pravilan, tj. sastavljen od pod-šablona koji se periodično ponavljaju. Šablon svetla može biti sačinjen od velikog broja paralelnih linija nalik na regione i stoga se može nazvati šablonom pruga. Alternativno, šablon svetla može imati i druge, poželjno pravilne, sisteme regiona šablona svetla.

[0045] Šablon svetla može da se generiše, na primer, vođenjem svetlosti koja dolazi iz izvora svetlosti kroz dodatnu optičku komponentu, na primer, iz koje se svetlost lokalno apsorbuje drugačije i/ili fokusira drugačije lokalno u skladu sa šablonom svetla. Na primer, optička komponenta koja se koristi za ovu svrhu može biti raspoređena između izvora svetlosti i dela područja koje treba osvetliti. Optička komponenta može imati šablon svetla i tamnih oblasti odnosno različito obojenih područja koji je komplementaran šablonu svetla koji treba da se generiše. Alternativno, optička komponenta može imati različite regione sa različitim debljinama sloja i/ili različitim indeksima prelamanja lokalno u skladu sa šablonom svetla koji se generiše, tako da je uklanjanje svetlosti prekinuto odnosno fokusirano lokalno i tako generiše šablon svetla.

[0046] Osvetljavanjem dela područja šablonom svetla, posebno se prostorne strukture unutar dela područja za snimanje mogu bolje prepoznati ili bolje proceniti na snimljenim slikama. Na primer, osvetljavanjem prugastim šablonom, strukture spojnih elemenata snimljene u prijemnom prostoru mogu se bolje prepoznati, posebno ukoliko se ove strukture ne nalaze bočno jedna pored druge u pravcu gledanja kamere, već ukoso jedna iznad druge. Drugim rečima, osvetljenje šablonom svetla omogućava da se visinske konture unutar posmatranog dela područja prijemnog prostora bolje prepoznaju.

[0047] Shodno jednom tehničkom rešenju, sistem kamera može imati drugu kameru, koja je postavljena na udaljenosti od već pomenute kamere, koja se u daljem tekstu naziva prva kamera, sistema kamera.

[0048] Obezbeđivanje druge kamere u sistemu kamera može doneti razne prednosti. Na primer, u najjednostavnijem slučaju, može se postići barem redundantnost prilikom snimanja slika, tako da, na primer, ukoliko se jedna kamera pokvari, slike mogu da nastave da se snimaju drugom kamerom. Za praktičnu primenu, međutim, aspekt koji je obično važniji je da se postavljanjem dve kamere na rastojanju jedna od druge može postići i da se deo područja prijemnog prostora može posmatrati pomoću različite kamere iz različitih pravaca, pri čemu se uslovi zavarivanja koji se prate mogu bolje prepoznati. Pored toga, posmatranje iz različitih perspektiva može omogućiti bolje prepoznavanje prostornih struktura unutar dela područja koje se slika na relativno jednostavan način. Konkretno, slike snimljene sa dve kamere mogu se stereoskopski proceniti, na primer, da bi se mogle prepoznati prostorne strukture slične trodimenzionalnom snimku.

[0049] Dve kamere koje su postavljene u sistemu kamera mogu biti identične u pogledu svojih karakteristika snimanja slike kako bi se olakšala procena slika sa obe kamere, a posebno upoređivanje slika. Alternativno, mogu se koristiti dve kamere koje se razlikuju po karakteristikama snimanja slike, na primer kako bi se na različite načine optički pratili različiti uslovi zavarivanja.

[0050] U skladu sa jednim tehničkim rešenjem, prva i druga kamera mogu biti raspoređene na suprotnim stranama prijemnog prostora duž pravca umetanja u kojem će se spojni elementi uvesti u prijemni prostor i mogu se konfigurisati da proizvode slike dela područja prijemnog prostora pod različitim kosim uglovima u odnosu na jedan za snimanje površine sonotrode koja se graniči sa prijemnim prostorom.

[0051] Drugim rečima, jedna od kamera može biti postavljena ukoso ispred prijemnog prostora, gledano u pravcu umetanja, a druga kamera može biti postavljena koso iza prijemnog prostora. Shodno tome, svaka od dve kamere može da gleda u prijemni prostor pod kosim uglovima napred ili pozadi i snima slike dela područja koje treba snimati. Kamere se mogu rasporediti unutar zajedničke ravni koja se proteže paralelno sa pravcem umetanja. Alternativno, različite kamere takođe mogu biti raspoređene u različitim ravnima paralelno sa pravcem umetanja.

[0052] Ovakav sistem dve kamere može biti posebno povoljan ukoliko je ultrazvučni uređaj za zavarivanje opremljen takozvanim pomerajućim krajnjim licnovanim graničnicima. Završni licnovan graničnik može se shvatiti kao pomična komponenta kojom se otvor kroz koji se spojni elementi normalno mogu ubaciti u prijemni prostor može zatvoriti na jednoj strani prijemnog prostora, tako da se spojni elementi mogu umetnuti samo u prijemni prostor sa druge strane prijemnog prostora i može se poravnati na čeonoj strani krajnjeg licnovanog graničnika. Krajnji licnovan graničnik stoga služi za realtivno pravilno pozicioniranje spojnih elemenata jedan u odnosu na drugi duž pravca njihovog umetanja. Povoljno je da se na obe suprotne strane prijemnog prostora mogu predvideti krajnji licnovani graničnici kako bi se on selektivno ograničio i na taj način mogli da služe kao mehanički graničnik za spojne elemente koji se ubacuju u prijemni prostor sa jedne strane ili sa suprotne strane.

[0053] Međutim, ukoliko krajnji licnovan graničnik blokira otvor u prijemnom prostoru na svojoj strani, kamera više ne može da snima slike dela područja prijemnog prostora koji se posmatra. Shodno tome, može biti korisno obezbediti drugu kameru koja je postavljena na suprotnoj strani u odnosu na prijemni prostor i na taj način može da se gleda u prijemni prostor sa suprotne strane bez da bude ometana krajnjim licnovanim graničnikom.

[0054] U skladu sa daljim tehničkim rešenjem, sistem kamera dalje ima uređaj za procenu slike, koji je konfigurisan da proceni slike snimljene sistemom kamera kako bi se generisali podaci pomoću kojih se mogu proceniti uslovi zavarivanja.

[0055] Drugim rečima, slike snimljene sistemom kamera mogu poželjno ne samo da se prikazuju nepromenjene, na primer na ekranu, kako bi se prikazale operateru ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, već se slike mogu dalje procenjivati, npr. da se iz njih izvuku dodatni podaci koji bi bili dostupni samo operateru, koje bi operateru bilo nemoguće ili teško prepoznati jednostavnim gledanjem slika i iz kojih se mogu dobiti dodatne informacije o uslovima zavarivanja koje treba posmatrati.

[0056] U tu svrhu, uređaj za procenu slike može, na primer, da izvrši analizu slike. Na primer, tokom analize slike, određene tipične strukture se mogu prepoznati na slikama koje su povezane sa uslovima zavarivanja.

[0057] Na primer, analiza slike se može koristiti da se utvrdi da li su spojni elementi pravilno postavljeni u prijemnom prostoru, na primer prepoznavanjem ivica spojnih elemenata i/ili ivica komponenti ultrazvučnog uređaja za zavarivanje i analizom njihovog međusobnog pozicioniranja.

[0058] Uređaj za procenu slike može imati procesor i eventualnu memoriju podataka, tako da se podaci o slici mogu čitati u sistemu kamere, eventualno privremeno memorisati, a zatim ih procesor obradi. Uređajem za procenu slike može se upravljati softverom. Da bi procenio slike, uređaj za procenu slike može, na primer, da prepozna tipične strukture, šare, obojene oblasti ili slično na slikama i, na primer, izvede informacije o uslovima zavarivanja koje treba posmatrati upoređujući ih sa prethodno određenim referencama.

[0059] Podaci dobijeni procenom slika mogu se, na primer, koristiti za pružanje dodatnih informacija operateru koje mu mogu pomoći da prati uslove zavarivanja. Alternativno ili dodatno, dobijeni podaci se takođe mogu koristiti u samom ultrazvučnom uređaju za zavarivanje, na primer da se na odgovarajući način utiče na proces zavarivanja koji treba da se izvede i/ili da se aktivno utiče na pozicioniranje spojnih elemenata. Podaci se takođe mogu preneti na eksterne uređaje kao što su sistem za hvatanje, robot ili slično, što im omogućava da na odgovarajući način upravljaju ultrazvučnim uređajem za zavarivanje i/ili, na primer, da na odgovarajući način uvedu spojne elemente u prijemni prostor.

[0060] U skladu sa specifičnim tehničkim rešenjem, uređaj za procenu slike može biti konfigurisan da prostorno proceni slike snimljene sistemom kamere na takav način da podaci generisani u ovom procesu sadrže informacije zavisne od lokacije o uslovima zavarivanja u tri dimenzije.

[0061] Drugim rečima, uređaj za procenu slike može poželjno analizirati snimljene slike na takav način da se u njima ne prepoznaju samo dvodimenzionalne strukture i koriste za dobijanje informacija o uslovima zavarivanja, već se dodatno informacije o dubini izvlače iz snimljenih slika, tako da se podaci o uslovima zavarivanja mogu trodimenzionalno odrediti.

[0062] U tu svrhu, slike dela područja prijemnog prostora mogu se snimati, na primer, iz različitih uglova različitim kamerama i, na primer, prostorne informacije se zatim mogu izvesti iz slika korišćenjem stereoskopske obrade slike. Alternativno ili dodatno, strukture koje se nalaze u delu oblasti mogu biti osvetljene šablonom svetla kako bi zatim mogle da se izvuku prostorne informacije iz odgovarajućih uzoraka slika kroz odgovarajuću analizu slike. Informacije zavisne od lokacije o uslovima zavarivanja u tri dimenzije mogu sadržati vredne dodatne informacije, koje, na primer, može koristiti operater da utvrdi da li su željeni uslovi zavarivanja zaista postignuti.

[0063] Shodno pronalasku, sistem kamera je modularno sastavljen od nekoliko komponenti koje se po potrebi mogu zameniti.

[0064] Drugim rečima, sistem kamera ne može biti dizajniran kao samostalna jedinica koja se može zameniti samo kao celina. Umesto toga, može biti korisno sklopiti kameru na modularni način od različitih komponenti. Neke od komponenti se mogu koristiti u različite svrhe, dok druge komponente mogu biti posebno prilagođene za jednu svrhu i treba ih zameniti za druge komponente kako bi se sistem kamera koristio u drugu svrhu.

[0065] Na primer, mehanički držač odnosno kućište sistema kamera može se koristiti u različite svrhe. Međutim, izvor svetlosti i posebno njegova sredstva za osvetljenje i/ili difuzor koji će se koristiti za stvaranje difuzne svetlosti mogu biti optimizovani za određenu svrhu, na primer da bi se stvorili specifični uslovi osvetljenja u prijemnom prostoru. Poslednje pomenute komponente se mogu modularno zameniti za druge komponente, na primer za stvaranje različitih uslova osvetljenja u prijemnom prostoru. Modularna struktura sistema kamera omogućava da se njena svojstva lako prilagođavaju različitim namenama. Pored toga, komponente koje su podložne povećanom habanju, na primer, mogu se lako zameniti na modularni način.

[0066] Shodno jednom tehničkom rešenju, komponente ultrazvučnog uređaja za zavarivanje mogu biti zamenljive. Svaka od komponenti može imati vizuelno prepoznatljiva obeležja koja je karakterišu pojedinačno. Sistem kamera se može konfigurisati da prepozna optički prepoznatljive karakteristike procenom slika snimljenih istim i da zatim pruži informacije o odgovarajućoj komponenti na osnovu toga.

[0067] Drugim rečima, sam ultrazvučni uređaj za zavarivanje takođe može imati modularnu strukturu, tako da se komponente kao što su sonotroda, njegov nakovanj, njegov dodirni element, njegov bočni klizač i/ili druge komponente mogu zameniti pojedinačno. Ovo omogućava, na primer, zamenu istrošenih komponenti ili zamenu komponenti sa određenim svojstvima komponentama sa malo drugačijim svojstvima, na primer kako bi se na odgovarajući način zavarili različiti tipovi spojnih elemenata.

[0068] Međutim, mora se pritom osigurati da su odgovarajuće komponente uvek ugrađene u ultrazvučni uređaj za zavarivanje. Na primer, prilikom zamene komponenti, zabunom može doći do toga da ultrazvučni uređaj za zavarivanje bude pogrešno opremljen neodgovarajućim komponentama.

[0069] Da bi se ovo izbeglo odnosno učinilo prepoznatljivim, komponente se mogu pojedinačno obeležiti. Komponente mogu biti posebno označene karakteristikama koje ih karakterišu i treba da budu vizuelno prepoznatljive. Na primer, takve karakteristike mogu biti određeni vizuelno prepoznatljivi oblici kao što su ivice ili strukturirane površine na odgovarajućoj komponenti. Alternativno, oznake se takođe mogu obezbediti na površinama komponenti u obliku kodova, na primer bar koda ili QR koda.

[0070] U ovom slučaju, sistem kamera treba da prepozna ove karakteristike na slikama koje snima, na primer kroz analizu slike. Na primer, sistem kamera tada može da uporedi prepoznate karakteristike sa karakteristikama koje su prethodno memorisane u bazi podataka. Sistem kamera tada može odrediti odgovarajuće informacije o odgovarajućoj komponenti koju karakterišu ove karakteristike i, na primer, staviti ih operateru na raspolaganje. Alternativno, na primer, u slučaju da se na osnovu karakteristika koje prepoznaje sistem kamera može zaključiti da je u ultrazvučni uređaj za zavarivanje instalirana pogrešna komponenta, može se izdati odgovarajuće upozorenje ili čak deaktivirati ultrazvučni uređaj za zavarivanje.

[0071] Treba napomenuti da su moguće karakteristike i prednosti tehničkog rešenja pronalaska ovde opisane delimično u odnosu na ultrazvučni uređaj za zavarivanje projektovan u skladu sa pronalaskom, a delimično u odnosu na način na koji se njime može upravljati ili koristiti. Stručnjak u ovoj oblasti će prepoznati da karakteristike opisane za pojedinačna tehnička rešenja mogu biti na odgovarajući način prenete, prilagođene i/ili zamenjene drugim tehničkim rešenjima na analogan način kako bi se postigla dalja tehnička rešenja pronalaska i eventualno sinergijski efekti.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0072] Pogodna tehnička rešenja pronalaska su dalje objašnjena u nastavku sa pozivanjem na priložene crteže, pri čemu ni crteže ni objašnjenja ne treba tumačiti kao ograničavanje pronalaska na bilo koji način, već samo priložene patentne zahteve

Slika 1 prikazuje veoma šematski bočni pogled na ultrazvučni uređaj za zavarivanje u skladu sa tehničkim rešenjem ovog pronalaska.

Slika 2 prikazuje pogled u perspektivi na deo ultrazvučnog uređaja za zavarivanje shodno jednom tehničkom rešenju ovog pronalaska.

Slika 3 prikazuje pogled u perspektivi na presek ultrazvučnog uređaja za zavarivanje shodno jednom tehničkom rešenju ovog pronalaska sa pogledom na njegov sistem kamera.

Slika 4 prikazuje pogled odozgo na deo prikazan na Slici 3.

Slika 5 ilustruje oblasti posmatranja kamera u sistemu kamera ultrazvučnog uređaja za zavarivanje u skladu sa tehničkim rešenjem ovog pronalaska.

Slika 6 ilustruje modularnu strukturu sistema kamera ultrazvučnog uređaja za zavarivanje prema jednom tehničkom rešenju ovog pronalaska.

[0073] Crteži su samo šematski i nisu u razmeri. Isti referentni brojevi označavaju iste odnosno identične karakteristike na različitim crtežima.

OPIS PREDNOSTI TEHNIČKOG REŠENJA

[0074] Slika 1 prikazuje na veoma šematski način ultrazvučni uređaj 1 za zavarivanje prema jednom tehničkom rešenju ovog pronalaska. Na slici 2 je prikazan perspektivni pogled na prijemni prostor 13 ultrazvučnog uređaja 1 za zavarivanje u specifičnom tehničkom rešenju.

[0075] Ultrazvučni uređaj 1 za zavarivanje ima sonotrodu 3, nakovanj 5, dodirni element 7 i bočni klizač 9. Pomenute komponente 3, 5, 7, 9 okružuju prijemni prostor 13 na način poput okvira, u kojem se mogu smestiti spojni elementi 15, kao što je prva licna 17 prvog kabla i druga licna 19 drugog kabla. Prijemni prostor 13 je odozdo ograničen površinom 21 sonotrode 3, na vrhu površinom 23 nakovnja 5, sa desne strane površinom 25 dodirnog elementa 7 i sa leve strane površinom 27 bočnog klizača 9. Prijemni prostor 13, ograničen je na način nalik na okvir pomenutim površinama 21, 23, 25, 27, i time je približno kvadratnog oblika. Prijemni prostor 13 je otvoren napred i pozadi, tako da se, na primer, dve licne 17, 19 mogu umetnuti u Prijemni prostor 13 sa prednje strane u pravcu 49 umetanja.

[0076] U prikazanom primeru, Prijemni prostor 13 može biti ograničen sa zadnje strane pomerajućim graničnim elementom 11, koji se može pomerati iza prijemnog prostora 13 pomoću pogonskog uređaja 29 u pravcu 31 pomeranja na takav način da se spojni elementi 15 mogu poravnati sa svojom čeonom stranom na površini 33 graničnog elementa 11 usmerenoj ka prijemnom prostoru 13.

[0077] Funkcije i/ili pomeranja različitih komponenti 3, 5, 7, 9, 11 ultrazvučnog uređaja 1 za zavarivanje koje se mogu aktivirati i/ili pomerati mogu se kontrolisati pomoću upravljača 35.

[0078] U prijemnom prostoru 13, spojni elementi 15 treba, ukoliko je to moguće, da budu postavljeni u povoljnom položaju jedan u odnosu na drugi pre nego što se zavare zajedno. Međutim, Prijemni prostor 13 je relativno mali i teško vidljiv spolja, tako da operater ultrazvučnog aparata 1 za zavarivanje mora biti iskusan i posebno obučen kako bi mogao pravilno i pouzdano da pozicionira spojne elemente 15 u prijemnom prostor 13.

[0079] Kao što je šematski prikazano na slici 1 i detaljnije na slikama 3 - 6, sistem 37 kamera je stoga predviđen izvan prijemnog prostora 13. Sistem 37 kamera je dizajniran da snima slike najmanje dela 41 područja prijemnog prostora 13 koristeći najmanje jednu kameru 39. Koristeći ove slike, tada se mogu nadzirati uslovi zavarivanja koji utiču na zavarene spojeve spojnih elemenata 15 koji nastaju tokom procesa zavarivanja. Da bi se mogao poboljšati kvalitet i/ili informacioni sadržaj ovih slika, sistem 37 kamera može da sadrži izvor 43 svetlosti, uz pomoć kojeg se može osvetliti deo 41 područja koje se snima. Sistem 37 kamera takođe može imati modularnu strukturu, sa komponentama sistema 37 kamera kao što je njegova kamera 39, njegov izvor 43 svetlosti i moguće druge komponente koje se drže naizmenično u kućištu 45, a kućište 45 se drži, na primer, na stacionarnoj strukturi 47 ultrazvučnog uređaja 1 za zavarivanje. Funkcije sistema 37 kamera mogu se na primer kontrolisati pomoću kontrolera 35.

[0080] Na slikama 3 - 6 su prikazane moguća tehnička rešenja sistema 37 kamera s obzirom na komponente koje se u njoj koriste, njihovu geometriju i njihov sistem unutar ultrazvučnog uređaja 1 za zavarivanje. Na slikama 3 - 5 kućište 45 sistema 37 kamera nije prikazano i umesto toga su prikazane komponente smeštene u njemu.

[0081] Kao što je prikazano u perspektivi na slici 3 i u pogledu odozgo na slikama 4 i 5, sistem 37 kamera uključuje izdužen, lučni sistem 51 držača. Izduženi sistem 51 držača pruža se paralelno sa pravcem 49 umetanja i postavljen je iznad nakovnja 5. Dve kamere 39 i nekoliko sredstava 53 za osvetljenje, koje zajedno čine izvor 43 svetlosti, postavljeni su na odnosno u sistemu 51 držača. Sistem 51 držača je pričvršćen za stacionarnu strukturu 47 ultrazvučnog uređaja 1 za zavarivanje.

[0082] Prednja kamera 39' je postavljena koso iznad prijemnog prostora 13 u pravcu 49 umetanja, dok je zadnja kamera 39` ` postavljena koso iznad prijemnog prostora 13. Obe kamere 39', 39" su usmerene sa svojim vizualnim osama 55', 55" (videti slike 3 i 4) ukoso prema delu 41 područja prijemnog prostora 13 koje se posmatra, tako da njihove konusne vizualne oblasti 57', 57" (videti sliku 5) se barem preklapaju na delu 41 područja i na taj način mogu da snime slike iz različitih pravaca i uglova spojnih elemenata 15 snimljenih u njemu (nije prikazano na slikama 3 - 5 iz razloga jasnoće).

[0083] U prikazanom primeru, sistem 37 kamera ima pet sredstava 53 za osvetljenje u obliku LED dioda, koje su prostorno raspoređene na jednakoj udaljenosti jedna iza druge na sistemu 51 držača u pravcu 49 umetanja. Sredstva 53 za osvetljenje služe za osvetljavanje dela 41 područja koja se snima. Sredstva 53 za osvetljenje mogu biti različita u pogledu boje svetlosti koju emituju ili se mogu podesiti u boji, tako da svetlost koju emituje izvor 43 svetlosti može da varira u bojama.

[0084] Sistem 51 držača poželjno se sastoji od providnog materijala kao što je providna plastika. Kamere 39 se mogu držati u sistemu 51 držača na takav način da mogu da "vide" deo 41 područja koju treba snimiti sa svojim vizualnim 57 oblastima kroz otvore 59 u sistemu 51 držača neometano kroz providni materijal. Sredstvo 53 za osvetljenje, s druge strane, može da se smesti u sistem 51 držača na takav način da svetlost koju emituju mora prvo da prođe kroz providni materijal sistema 51 držača pre nego što može da stigne do dela 41 područja. Sistem 51 držača može biti projektovan na takav način da propušteno svetlo ne udara u deo 41 područja na pretežno usmeren način, već kao difuzno svetlo. U tu svrhu, na primer, čestice koje raspršuju svetlost mogu biti smeštene u providnom materijalu i/ili površine ovog materijala mogu biti hrapave da bi raspršile svetlost. Kao rezultat, deo 41 područja može biti osvetljen u velikoj meri homogeno i mogu se u velikoj meri izbeći ometajuće lokalne refleksije na okolne komponente ultrazvučnog uređaja 1 za zavarivanje.

[0085] Sistem 51 držača ili dodatna optička komponenta (nije prikazana), na primer za pričvršćivanje na isti, mogu dalje biti dizajnirani da obezbede svetlost koju generiše izvor 43 svetlosti svetlosnim šablonom. U tu svrhu, jači i slabiji apsorbujući i/ili optički prelamajući regioni mogu biti raspoređeni jedan pored drugog u sistemu 51 držača ili dodatnoj komponenti da bi se proizveli svetliji i tamniji regioni i/ili regioni različitih boja u propuštenoj svetlosti. Osvetljavanjem pomoću svetlosnog šablona generisanog na ovaj način, na primer šablonom pruga, strukture unutar dela 41 područja koje se snimaju mogu se bolje prepoznati i snimljene slike mogu, ukoliko je to potrebno, da se procene s obzirom na njihov prostorni sistem.

[0086] Za procenu slika, upravljač 35 može, na primer, imati uređaj 61 za procenu slike. Isti može da prima podatke o slici iz sistema 37 kamera i da generiše podatke iz snimljenih slika, na primer kroz analizu slike, uz pomoć koje se mogu proceniti uslovi zavarivanja koji se posmatraju. Poželjno, uređaj 61 za procenu slike može čak i prostorno proceniti slike kako bi mogao da odredi informacije o uslovima zavarivanja u tri dimenzije u zavisnosti od lokacije.

[0087] Na slici 6 kao primer je ilustrovana modularna struktura sistema 37 kamera. Sistem 51 držača je smešten u okviru dvodelnog kućišta 45. Prema tome, sistem 51 držača i/ili kamera 39 koje su u njemu smeštene, kao i sredstva 53 za osvetljenje smeštena u njemu, mogu se zameniti na jednostavan način kako bi se sistem 37 kamera mogao prilagoditi, na primer, modifikovanim uslovima osvetljenja.

[0088] Ukratko i delimično drugačijim izborom reči, thnička rešenja ovde opisanog ultrazvučnog uređaja 1 za zavarivanje mogu se objasniti na sledeći način: Sistemom kamera, koje predstavljaju sastavni deo ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, može se dobro pratiti proces umetanja i ukazati radniku na moguće greške prilikom umetanja. Dalje, položaj takođe omogućava da se identifikuju obe strane vodova kablova koji služe kao spojni elementi kada su alati zatvoreni (nakovanj izvučen i spušten je dole, bočni klizač pomeren napred) i da se proveri pogrešan položaj, izbočena žica, pomeranja itd. Međutim, zbog ograničenog instalacionog prostora, uslovi osvetljenja su veoma nepovoljni i otežavaju pouzdanu detekciju. Pored toga, uticaj ambijentalnog svetla je veoma veliki. Međutim, LED diode raspoređene u luku i telo osvetljenja u obliku luka koje deluju kao sistem držača i njegov materijal/površina obezbeđuju ravnomerno osvetljenje prostora za zavarivanje koji služi kao prijemni prostor, što često omogućava pouzdanu procenu. Modularna struktura takođe olakšava reagovanje na različite zahteve (npr. drugi alati, položaj zavarivanja, uslovi osvetljenja...) i lako prilagođavanje sistema. Za referenciranje se koriste geometrije (ivice, poluprečnik, itd.) na alatima ili dodatne oznake. Geometrije ili oznake (ukoliko je to potrebno tekst, bar kod...) se takođe mogu koristiti da se utvrdi da li su instalirani ispravni alati. Žice zarobljene između nakovnja i bočnog klizača mogu se videti kroz procep između dva alata. Sistem kamera takođe omogućava merenje vodova kablova ili zavarenog čvora u 3 dimenzije. Ove izmerene vrednosti se takođe mogu koristiti kao kriterijum prolazan/loš za kontrolu kvaliteta. Korišćenjem različitih sredstava za osvetljenje (prugasta šara, različite boje itd.) takođe je moguće identifikovati oblike površine i moguću kontaminaciju (npr. naslage bakra na alatima) i predložiti korisniku neophodno održavanje/čišćenje.

[0089] Na kraju, treba napomenuti da termini kao što su „sadrži“, „obuhvata“ itd. ne isključuju druge elemente ili korake, a izrazi kao što su „jedan“ ili „jedna“ ne isključuju množinu. Dalje, treba napomenuti da karakteristike ili koraci koji su opisani u vezi sa jednim od gore opisanih primera tehničkih rešenja takođe mogu da se koriste u kombinaciji sa drugim karakteristikama ili koracima drugih gore opisanih tehničkih rešenja. Referentni simboli u patentnim zahtevima ne treba da se posmatraju kao ograničenje.

Lista referentnih simbola

[0090]

1 Ultrazvučni uređaj za zavarivanje

3 Sonotroda

5 Nakovanj

7 Dodirni element

9 Bočni klizač

11 prvi granični element

13 Prijemni prostor

15 Spojni element

17 prva licna

19 druga licna

21 Površina sonotrode

23 Površina nakovnja

25 Površina dodirnog elementa

27 Površina bočnog klizača

29 Pogonski uređaj

31 Pravac pomeranja prvog graničnog elementa

33 Površina prvog graničnog elementa

35 Upravljač

37 Sistem kamera

39 Kamera

41 Deo područja prijemnog prostora

43 Izvor svetlosti

45 Kućište sistema kamera

47 Stacionarna struktura ultrazvučnog uređaja za zavarivanje 49 Pravac umetanja

51 Sistem držača

53 Sredstva za osvetljenje

55 Vizualne ose kamera

Vizualna područja kamera Otvori

Uređaj za procenu slike

Claims (12)

Patentni zahtevi

1. Ultrazvučni uređaj (1) za zavarivanje, koji sadrži:

jednu sonotrodu (3);

jedan nakovanj (5);

jedan prijemni prostor (13), u kojem treba da budu snimljeni spojni elementi (15) koji se zavaruju i koji je na suprotnim stranama ograničen sonotrodom sa jedne strane i nakovnjem sa druge strane ;

sistem (37) kamera sa najmanje jednom kamerom (39), koja je integrisana u ultrazvučni uređaj za zavarivanje;

pri čemu je sistem kamera konfigurisan da snima slike najmanje dela (41) područja prijemnog prostora za optički nadzor uslova zavarivanja koji utiču na zavarene delove spojenih elemenata, naznačen time, da

sistem kamera je modularno sastavljen od nekoliko komponenti uključujući kameru (39) i izvor (43) svetlosti, koji se po potrebi mogu zameniti.

2. Ultrazvučni uređaj (1) za zavarivanje prema patentnom zahtevu 1, pri čemu je sistem kamera raspoređen izvan prijemnog prostora i konfigurisan da snima slike dela područja prijemnog prostora sa jedne strane u odnosu na površinu sonotrode koja ograničava prijemni prostor.

3. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je izvor (43) svetlosti konfigurisan da osvetli deo područja prijemnog prostora u kome će se slike snimiti kamerom.

4. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema patentnom zahtevu 3, pri čemu izvor svetlosti ima više raspoređenih sredstava (53) za osvetljenje.

5. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema jednom od patentnih zahteva 3 i 4, pri čemu je izvor svetlosti konfigurisan da osvetljava deo područja prijemnog prostora pretežno difuznom svetlošću.

6. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema jednom od patentnih zahteva 3 do 5, pri čemu je izvor svetlosti konfigurisan da birano osvetljava deo područja prijemnog prostora svetlošću različitih boja.

7. Ultrazvučni (1) uređaj za zavarivanje prema jednom od patentnih zahteva 3 do 6, pri čemu je izvor svetlosti konfigurisan da osvetljava deo područja prijemnog prostora svetlosnim šablonom.

8. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu sistem kamera ima drugu kameru (39"), koja je postavljena na rastojanju od prve kamere (39') sistema kamera s.

9. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema patentnom zahtevu 8, pri čemu su prva i druga kamera raspoređene na suprotnim stranama prijemnog prostora duž pravca (49) umetanja u kome treba da se spojni elementi uvedu u prijemni prostor i konfigurisane da snimaju slike dela područja prijemnog prostora pod različitim kosim uglovima u odnosu na površinu sonotrode koja ograničava prijemni prostor.

10. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu sistem kamera dalje sadrži uređaj (61) za procenu slike, koji je konfigurisan da proceni slike snimljene sistemom kamera kako bi se generisali podaci uz pomoć kojih se procenjuju uslovi zavarivanja.

11. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema patentnom zahtevu 10, pri čemu je uređaj za procenu slike konfigurisan da prostorno proceni slike snimljene sistemom kamera na takav način da podaci generisani u ovom procesu sadrže informacije zavisne od lokacije o uslovima zavarivanja u tri dimenzije.

12. Ultrazvučni uređaj za zavarivanje prema jednom od prethodnih patentnih zahteva,

pri čemu su komponente ultrazvučnog uređaja za zavarivanje međusobno zamenljive, pri čemu svaka od komponenti ima individualno karakterišuće, optički prepoznatljive karakteristike,

i pri čemu je sistem kamera konfigurisan da prepozna optički prepoznatljive karakteristike procenom slika snimljenih njima i da na osnovu toga pruži informacija o odgovarajućoj komponenti.