[發明專利]一種雙傳感集成式焊縫跟蹤傳感器及糾偏方法

在審

• 申請號: 202111168309.8
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113695715A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 趙輝;呂娜
• 申請（專利權）人: 上海釗晟傳感技術有限公司
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種雙傳感集成式焊縫跟蹤傳感器，其特征在于：所述的傳感器包括線激光器、面光源、濾光片、反射鏡、鏡頭、相機、外殼、插座、電纜、控制器等幾個部分，其中：

所述的線激光器為工業級半導體線激光器，位于傳感器內部下端的一側，垂直向下投射線激光，該線激光與工件表面及焊縫垂直，用于呈現焊縫的垂直截面輪廓；線激光器的中心波長應遠離電弧的光譜峰值區域；

所述的面光源為工業級單色LED投光燈，其顏色與線激光器基本一致，位于傳感器下端的中間位置，垂直向下投射單色照明光，用于照亮焊縫區域；

所述的濾光片為窄帶濾光片，其中心波長與線激光器的中心波長和面光源的顏色一致，其帶寬應該覆蓋線激光器與面光源的波長范圍；濾光片位于傳感器的底端，用于濾除其他干擾光線；

所述的反射鏡為平面鍍鋁反射鏡，位于傳感器內部底端的另一側，用于將焊縫區域的圖像投向鏡頭，形成折返光路，用于減小傳感器的橫向尺寸；反射鏡的姿態為垂直布置，有利于減小傳感器的橫向尺寸；

所述的鏡頭為工業級鏡頭，安裝于相機之上并面向反射鏡，負責將反射鏡反射的焊縫區域的圖像成像到相機的像面之上；

所述的相機為工業級面陣相機，位于傳感器內部的上端，負責將焊縫區域的圖像轉變為數字信號；

所述的外殼為高導電性、高散熱性的金屬材料制成，用于支撐和固定所有的內部元器件，并進行可靠的保護和屏蔽作用；

所述的插座為高可靠高壽命工業級插座，內部與線激光器、面光源和相機相連；

所述的電纜為高可靠帶屏蔽雙絞線電纜，用于將插座與控制器相連，為傳感器提供電源并發送控制指令，同時傳輸傳感器獲得的圖像信號到控制器；

所述的控制器為微型工業控制計算機，負責向傳感器發送控制指令，控制線激光器與面光源交替打開與關閉，并同步獲取激光條紋圖像和焊縫區域圖像；同時對來自傳感器的圖像信號進行處理，最終獲得焊縫位置信息。

2.一種基于上述的雙傳感集成式焊縫跟蹤傳感器的糾偏方法，具體如下：

（1）打開線激光器，向焊縫發出線激光并在焊縫表面形成激光條紋，獲取該激光條紋圖像；

（2）對激光條紋圖像進行處理，獲得焊縫位置信息；

（3）關閉線激光器，打開面光源，照亮焊縫區域，獲取該焊縫區域圖像；

（4）對焊縫區域圖像進行處理，獲得焊縫的偏角信息；

（5）當焊縫出現偏角時，根據激光條紋與焊槍之間的距離，對前述的焊縫位置信息進行修正，由此得到真實準確的焊縫位置信息；

（6）將最后的焊縫位置信息傳送至焊接機器人控制器，對焊縫位置偏差進行修正，最終實現在線糾偏。