[发明专利]一种焊接系统

说明书

本发明公开了一种焊接系统，包括运动平台、焊接装置和跟踪系统；运动平台用于承载焊件并带动焊件移动；焊接装置用于对焊件进行焊接操作；跟踪系统包括：用于向焊件产生磁场的电磁源；用于以偏振光感应焊件上磁场分布变化，并将磁场分布变化对应记录为光强分布图像的传感装置；用于拍摄焊件上熔池的红外图像的红外摄像装置，用于根据传感装置记录的光强分布图像反映的焊缝位置信息并结合红外图像反映的熔池温度分布，控制运动平台移动使焊接装置跟踪焊缝的控制装置。本发明焊接系统，根据传感装置记录的磁光图像获得焊缝位置信息，并结合红外图像反映的熔池温度分布，控制焊件移动使焊接装置跟踪焊缝，能够实现高精度地跟踪焊缝位置。

技术领域

本发明涉及光学应用技术领域，特别是涉及一种焊接系统。

背景技术

焊接是制造业领域重要的加工技术，具有工作条件恶劣、工作量大及质量要求高等诸多特点。在焊接加工中，精确的跟踪焊缝位置是保证焊接质量的前提，即在整个焊接过程中必须要控制焊接头始终与焊缝对准，否则就会造成焊接缺陷，造成废品。

现有技术中，国内外对于获取焊缝位置的方法主要包括以下几种：

(1)结构光视觉传感法：通过将一条可见光谱段内的激光条纹投射在焊缝表面，当焊缝有一定的间隙或者形变，激光条纹也随之发生改变，根据条纹形变特征提取焊缝位置信息。但是该方法容易由于熔池强烈热运动而导致亮条纹分布不均匀，使得图像处理成为焊缝检测中的一项难题。

(2)激光频闪摄像法：利用脉冲激光束的瞬时高强度高于熔池的辐射强度，同步打开高速摄像机快门拍摄焊接区域图像，通过高速摄像机与相应滤光片的组合，得到的图像不再是电弧光反射结果，而是瞬时强激光反射的结果，从而消除干扰影响，获取较清晰的熔池区域图像，进而利用得到的有效图像实现焊缝位置的识别和焊缝偏离状况判别。相比于方法(1)，该方法可以避免由于熔池剧烈热运动所带来的强烈干扰，但是不仅设备较复杂，造价昂贵，并且当焊缝间隙较小时无法实现焊缝检测，而激光焊接对焊缝间隙极其敏感，因此激光闪频摄像法目前只停留在试验研究阶段，无法应用于工业现场。

(3)直接图像传感方法：该方法利用摄像机直接拍摄熔池图像，通过图像处理及分析灰度分布，推测焊缝中心偏差信息。该方法很大程度上消除了导前误差，但由于熔池变化剧烈且熔池处的焊缝已经熔化，焊缝信息基本凐没，因此难以从根本上获取焊缝偏差的特征和规律。

(4)其它非视觉检测方法对检测微小间隙焊缝都有一定的局限性，并且检测精度相对较低。

鉴于以上各种方法所存在的缺陷，如何实现在焊接过程中较为精准地跟踪焊缝位置，并能够降低受熔池剧烈热运动、焊缝间隙小等因素影响，是当前本领域技术人员所面临并需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊接系统，能够实现高精度地跟踪焊缝位置，并且与现有方法相比可降低受熔池剧烈热运动、焊缝间隙小等的影响。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种焊接系统，包括运动平台、焊接装置和跟踪系统；

所述运动平台用于承载焊件并带动焊件移动；

所述焊接装置用于对所述焊件进行焊接操作；

所述跟踪系统包括：

用于向所述焊件产生磁场的电磁源；

用于以偏振光感应所述焊件上磁场分布变化，并将磁场分布变化对应记录为光强分布图像的传感装置；

用于拍摄所述焊件上熔池的红外图像的红外摄像装置；

用于根据所述传感装置记录的光强分布图像反映的焊缝位置信息，并结合所述红外图像反映的熔池温度分布，控制所述运动平台移动使所述焊接装置跟踪焊缝的控制装置。