[发明专利]一种具有焊缝跟踪功能的一体化激光焊枪

权利要求书

1.一种具有焊缝跟踪功能的一体化激光焊枪，其特征在于，该一体化激光焊枪，与点环CCD图像处理器、信息处理器、位姿控制器组成焊接系统；其中的一体化激光焊枪主要由激光光纤，分光镜，可旋动反光镜，点环形传感器组成；点环形传感器由红外传感器和两块搭接的面阵CCD视觉传感器构成；经外部激光发射器发出一束激光后，通过激光光纤引导在分光镜上，分离出两束激光，一束用于激光焊接，一束处理后，进行焊缝跟踪；在焊接时，点环CCD图像传感器，采集焊接信号，并且点环CCD图像处理器接收信号并反馈，同时实现激光焊接、焊缝跟踪一体化的功能；点环CCD图像传感器实时检测焊缝信息，其中的面阵CCD视觉传感器检测高度信息和熔宽信息，红外传感器检测高度信息，二者同时采样，信息在点环CCD图像处理器中处理后，通过融合运算，传递给信息处理器，得出高度和熔宽信息，由信息处理器处理后反馈于位姿控制器控制一体化激光焊枪，控制激光焊头摆动及其对中。

2.一种一体化激光焊枪，其特征在于，包括通过激光光纤（1）传输的激光发射器产生的激光束（2）依次穿过所述一体化激光焊枪（3）内的透镜（4）、分光镜（5）、反光镜（6），并照射在工件上；照射在分光镜部分的激光分为两个部分，一束直接通过分光镜，直接照射在工件，作为焊接激光，另一束被分光镜反射，照在反光镜镜片上，通过反光镜镜片反射，反射在装有小型步进电机的反射镜片上，以适当角度照射在工件上；其中点环CCD图像传感器中的红外传感器、面阵CCD视觉传感器安装在一体化激光焊枪上，红外传感器与信息处理器相连接，面阵CCD视觉传感器与点环CCD图像处理器相连接，点环CCD图像处理器和信息处理器相连接并控制定位装置控制激光焊枪位移变化；其一体化激光焊枪上的点环CCD图像传感器是由面阵CCD视觉传感器，红外传感器，透镜，反光镜，滤光片，减光片构成；并且，在所述一体化激光焊枪底部设有实时观测工件焊接状态的CCD镜头组件（8），该CCD镜头组件从上至下依次包括面阵CCD视觉传感器的镜头（13）、减光片（12）、滤光片（11）、透镜（10）、防飞溅高透玻璃片（9）。

3.根据权利要求1所述的一种具有焊缝跟踪功能的一体化激光焊枪，其信号图像融合处理的特征在于：通过红外传感器的采集信号，经过阀值及二值化处理，得出焊接高度h1；面阵CCD视觉传感器通过双目视觉原理拍摄坡口信息，将其采集的光信号转换成按时序串行输出的图像数据，分区域分批次的转化为距离高度，将其测得的最远距离高度h2，与红外传感器信号得出的焊接高度h1按照一定的规则进行加权比较，以获取焊缝高度信息H，得到焊缝特征路径图像及工件高度H，输出实际焊接轨迹数据。