[實用新型]一種應用于電弧焊的實時觀測裝置

有效

• 申請號: 202223470147.6
• 申請日: 2022-12-23
• 公開（公告）號: CN219113142U
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 曹詩茹;李瑞鋒;王粟;劉煜哲
• 申請（專利權）人: 江蘇塔帝思智能科技有限公司
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/28;B23K9/32
• 代理公司: 南京聚匠知識產權代理有限公司 32339
• 代理人: 耿英

本實用新型公開了一種應用于電弧焊的實時觀測裝置，主要包括工業相機、工業鏡頭、窄帶濾光片、多組激光器、光纖和激光控制器。本實用新型能夠在電弧焊過程中觀測熔池狀態、熔滴形態和電弧形態等信息；通過激光器控制器使多組激光器依次循環照明，解決單個激光大功率長時間工作造成的發熱問題，解決行業技術難題；利用單波段激光對所拍攝的熔池部分進行照明，通過發射與電弧光同等強度的光，減弱電弧起弧和熄弧時明暗變化對工業相機成像亮度的影響；通過窄帶濾光片，消除其他波段光對工業相機拍攝效果的干擾。

技術領域

本實用新型涉及一種應用于電弧焊的實時觀測裝置，屬于焊接觀測設備技術領域。

背景技術

隨著科技的不斷進步，焊接技術得到了迅速發展，其在工業生產線中的比重逐步提高。為了觀測焊接質量，需要通過攝像頭獲取焊接熔池的觀測圖像。焊接熔池視覺圖像中含有豐富的焊接質量信息,利用視覺傳感器獲取熔池圖像，可以得到如熔滴、熔池、電弧等的實時形態信息，進而可以進行焊接質量的實時監測與評估。

由于焊接電弧的弧光強度非常強，易造成攝像頭中的感光單元曝光度過高,所以需要在攝像頭上使用深色濾鏡,以減少攝像頭進光量,但這樣獲取到的觀測圖像均為深暗色圖像,極大地影響了畫面質量。

在現有的一些方案中，我們發現可以采用在鏡頭前安裝窄帶濾光片并通過激光照明的方式進行熔池相機的拍攝，但在實際應用中還存在一些問題：由于電弧弧光強度較大，需要激光器發出較大功率的激光，而在實際焊接作業中(尤其是在應用于電弧增材領域時)，由于焊接時間較長，激光器發熱現象更加明顯。

實用新型內容

本實用新型提供一種應用于電弧焊的實時觀測裝置，能夠實時拍攝電弧焊過程中熔池狀態、熔滴形態、電弧形態等信息，同時解決激光器發熱問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種應用于電弧焊的實時觀測裝置，包括至少兩個激光器、用于控制激光器依次循環交替發射激光的激光器控制器、與焊槍固定連接的相機支架和固定安裝在相機支架上的工業相機，所有激光器發出的激光相交于焊槍的焊絲尖端，工業相機的工業鏡頭正對焊槍的焊絲尖端且工業鏡頭與焊槍的焊絲尖端之間設置有窄帶濾光片。

具體地，每個激光器均連接有光纖，光纖遠離激光器的一端設置有光纖接頭，激光器發出的激光經過光纖和光纖接頭后相交于焊槍的焊絲尖端。

具體地，當工業相機與焊槍的焊絲尖端的間距大于200mm時，光纖接頭的前端依靠擴束鏡外殼裝有擴束鏡。

具體地，窄帶濾光片與焊槍的焊絲尖端之間的相機支架上設置有保護鏡片。

具體地，激光器的激光波長在遠離電弧光光譜中的峰值區域且在工業相機的感光芯片光譜中的靈敏區域。優選激光顏色可以為紅光、藍光等。

具體地，激光采用的紅光時優選的波長為600nm至650nm。

具體地，窄帶濾光片的中心波長與激光器所發出的單色光中心波長相同。

具體的，相機支架安裝后應保證相機是從一個視野不會被焊槍大面積遮擋，但是又能自上而下看到熔池形態的角度對熔池進行實時拍攝。

與現有技術對比，本實用新型的有益效果為：

本實用新型設置的工業相機和激光器克服了焊接過程中電弧光明暗差異大對實時監測的影響，通過大功率激光照明，能夠使工業相機清晰的觀測電弧焊過程中熔池狀態、熔滴形態、電弧形態等信息，在降低激光功率后能夠實時觀測電弧形態并保存視頻做后續分析處理；通過激光器控制器使得多組激光器依次循環照明，解決了單個激光大功率長時間工作造成的發熱問題，解決行業技術難題；利用單波段激光對所拍攝的熔池部分進行照明，通過發射與電弧光同等強度的光，減弱電弧起弧和熄弧時明暗變化對工業相機成像亮度的影響；通過窄帶濾光片，消除其他波段光對工業相機拍攝效果的干擾。

附圖說明