[發(fā)明專利]焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010238683.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN101934418A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭軍;潘際鑾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/127
• 分類號(hào): B23K9/127;G01B11/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)

在自動(dòng)化焊接領(lǐng)域，由于操作者不宜進(jìn)入焊接工作區(qū)域，從而不能近距離實(shí)時(shí)監(jiān)視焊接過程并作必要的調(diào)節(jié)控制，所以當(dāng)實(shí)際的焊接條件發(fā)生變化時(shí)，例如焊接過程中的工件在加工、裝配過程中的尺寸誤差和位置偏差以及工件加熱變形等因素的變化會(huì)使接頭位置偏移預(yù)定路徑，這樣會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降甚至失敗。因此，精確的焊縫跟蹤是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。

現(xiàn)有技術(shù)中廣泛應(yīng)用結(jié)構(gòu)光焊縫跟蹤傳感器對(duì)焊縫進(jìn)行跟蹤和檢測(cè)，傳統(tǒng)上常用單線結(jié)構(gòu)光焊縫跟蹤傳感器，因此只能用于直線焊縫的跟蹤和檢測(cè)。對(duì)于曲線焊縫，需要采用多線結(jié)構(gòu)光進(jìn)行跟蹤和檢測(cè)。傳統(tǒng)上，多線結(jié)構(gòu)光采用衍射光柵或多個(gè)激光器產(chǎn)生。采用衍射光柵的方式，價(jià)格昂貴，而采用多個(gè)激光器的方式，體積較大。此外，傳統(tǒng)多線結(jié)構(gòu)光的光路不可調(diào)整，工況適用性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備，該焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備能夠產(chǎn)生多線結(jié)構(gòu)光用于檢測(cè)曲線焊縫，而且體積小、成本低、光路可調(diào)整，調(diào)整操作簡(jiǎn)單，工況適用性好。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備包括：用于對(duì)焊縫成像的成像器件；用于產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光的結(jié)構(gòu)光發(fā)生器；以及光學(xué)器件，所述光學(xué)器件可反射和可折射光以將所述結(jié)構(gòu)光發(fā)生器發(fā)射出的結(jié)構(gòu)光分成照射到焊縫上的折射光和反射光。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備，通過采用光學(xué)器件的反射和折射性質(zhì)來達(dá)到結(jié)構(gòu)光的分光效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)光的分光，可對(duì)形狀復(fù)雜的曲線焊縫進(jìn)行檢測(cè)跟蹤。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

所述光學(xué)器件為具有反射和折射特性的光學(xué)器件，如光學(xué)玻璃片，本例以光學(xué)玻璃片加以說明。

所述結(jié)構(gòu)光發(fā)生器發(fā)射出的結(jié)構(gòu)光入射到所述光學(xué)玻璃片上的入射角度α的范圍為70≤α≤80°。

所述光學(xué)玻璃片的反射面的背面鍍有增透膜以減小多次反射。

所述成像器件為CCD攝像機(jī)。

所述結(jié)構(gòu)光發(fā)生器為激光發(fā)生器。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備將結(jié)構(gòu)光分成多線結(jié)構(gòu)光后的光路可變，光路參數(shù)可調(diào)，適合多種工況條件。另外，體積小，價(jià)格便宜。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備的原理示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備的成像器件上對(duì)焊縫成像的照片；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備通過調(diào)整光學(xué)器件的位置和角度來實(shí)現(xiàn)光路調(diào)整的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，“下游”指的方向是沿光線的照射方向。

下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備包括用于對(duì)焊縫成像的成像器件1、用于產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光的結(jié)構(gòu)光發(fā)生器2和光學(xué)器件3?？蛇x地，成像器件1為CCD攝像機(jī)。結(jié)構(gòu)光發(fā)生器2為激光發(fā)生器。

具體地，光學(xué)器件設(shè)置在結(jié)構(gòu)光發(fā)生器2與焊縫之間，位于結(jié)構(gòu)光發(fā)生器2的下游。

光學(xué)器件3為可反射和可折射光的材料，以將結(jié)構(gòu)光發(fā)生器2發(fā)射出的結(jié)構(gòu)光分成照射到焊縫上的折射光和反射光。例如，光學(xué)器件3可為具有反射和折射性質(zhì)的光學(xué)玻璃片。

光學(xué)玻璃片3被放置為軸線不平行于結(jié)構(gòu)光，即，結(jié)構(gòu)光發(fā)生器2發(fā)射出的結(jié)構(gòu)光的入射光與光學(xué)玻璃片3之間存在預(yù)定角度。

下面將參考圖1-圖3來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的焊縫跟蹤檢測(cè)設(shè)備的工作過程。