[發明專利]基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法

有效

• 申請號: 201510496490.3
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN105081627B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 馬宏波;黃杰;郭敬;林濤;朱振友
• 申請（專利權）人: 江蘇北人機器人系統股份有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K33/00;G01B11/14
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙)32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，包括如下步驟：

S1：對設于焊槍前側的雙線激光傳感器進行參數標定，獲得焊槍與雙線激光傳感器的對應關系；

S2：通過雙線激光傳感器的第一激光器和第二激光器同時向工件表面投射激光，在焊縫處形成相互平行的第一激光條紋、第二激光條紋；第一激光條紋位于熔池中心與第二激光條紋之間；

S3：兩條激光條紋在工件表面反射、折射后進入攝像機成像；

S4：通過圖像處理獲得兩條激光條紋分別在焊縫處的兩組焊縫特征點；

S5：以熔池中心點為原點O，焊接方向為X軸，焊縫寬度方向為Y軸建立焊接坐標系，通過坐標變換獲得焊縫特征點在焊接坐標系下的焊縫特征點坐標；

S6：以原點O和兩組焊縫特征點坐標擬合形成焊縫的兩個邊緣的變化曲線；

S7：根據兩條變化曲線計算焊縫間隙大小和/或焊縫間隙變化趨勢。

2.根據權利要求1所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：S1中焊槍與雙線激光傳感器的對應關系包括位置關系和角度關系。

3.根據權利要求1所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：所述焊縫測量方法還包括S8：根據焊縫的間隙變化趨勢計算焊料填充量的變化。

4.根據權利要求1所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：所述變化曲線是采用二次多項式對原點O和兩組焊縫特征點坐標進行最小二乘擬合形成：。

5.根據權利要求4所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：所述焊縫的間隙變化趨勢的判斷方法為：

兩條擬合曲線y₁與y₂之間的差值即為焊縫的間隙，所述焊縫在第一激光條紋、第二激光條紋處的焊縫間隙分別為g₁、g₂；

如果g₂大于（g₁+△），則焊縫的間隙越來越大；

如果g₂小于（g₁-△），則焊縫的間隙越來越小；

如果g₂-g₁在之間，則焊縫的間隙未變化；其中△為設定的閾值。

6.根據權利要求4所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：所述焊縫測量方法還包括熔池前半部分邊緣位置的判斷：熔池前半部分邊緣距熔池中心點的距離為焊縫的平均寬度的一半。

7.根據權利要求4所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：所述焊縫測量方法還包括焊縫填充量變化的計算方法：

設定熔池前半部分邊緣在X軸上坐標為a₅，焊接速度為V，焊接時間T后，焊槍沿X軸方向位移為x_T，x_T按擬合曲線y₁和y₂的中心線通過公式進行反向計算獲得；

設定焊接工件的板厚為t，則焊縫填充量變化公式計算為：

。

8.根據權利要求1所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：所述變化曲線是對原點O和兩組焊縫特征點坐標采用直線擬合的方式形成的。

9.根據權利要求8所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：熔池前半部分邊緣、第一激光條紋、第二激光條紋距離熔池中心的距離分別為d₁、d₂、d₃；所述焊縫在所述熔池前半部分邊緣、第一激光條紋、第二激光條紋處的焊縫間隙分別為g₃、g₄、g₅；g₃的計算公式如下：

。

10.根據權利要求9所述的基于雙線激光測量系統的焊縫測量方法，其特征在于：所述焊縫的間隙變化趨勢的判斷方法為：

根據g₃到g₅之間的變化曲線確定焊縫的間隙變化角度，所述間隙變化角度計算公式為：

如果為正值，說明焊縫的間隙越來越大；

如果為負值，說明焊縫的間隙越來越小。