[发明专利]一种激光扫描焊缝跟踪装置及其跟踪方法

权利要求书

1.一种激光扫描焊缝跟踪装置的跟踪方法，其特征在于：所述装置包括支撑机构(1)和激光跟踪机构(2)，所述激光跟踪机构(2)包括激光位移传感器(21)、步进电机(23)、连接板(24)和安装板(25)，所述连接板(24)固定设置在支撑机构(1)上，所述步进电机(23)固定设置在连接板(24)上，所述安装板(25)的一端与步进电机(23)的输出轴固定连接，其另一端与激光位移传感器(21)固定连接，所述安装板(25)上还固定设置有定位传感器(22)，所述激光位移传感器(21)朝向焊缝(5)，所述步进电机(23)驱动激光位移传感器(21)在焊缝(5)上方圆弧往复移动；

激光位移传感器(21)横向以圆弧轨迹往复扫描焊缝(5)，采集焊缝(5)内与激光位移传感器(21)圆弧轨迹对应的圆弧路径(31)的深度信息，再将圆弧路径(31)的深度信息修正为直线路径(32)的深度信息；

修正处理过程如下：将某一圆弧路径(31)与焊缝(5)上端面边界的两交点作一直线相连，该直线在焊缝(5)内的正投影即为直线路径(32)；借助定位传感器(22)得出两交点的坐标和直线路径(32)的中心坐标以及该直线路径(32)的宽度信息，再将该圆弧路径(31)与前一圆弧路径(31)分别作N等分，分别连接两圆弧路径(31)对应的各等分点得到N条等分线，已知该圆弧路径(31)某一等分点深度为a、前一圆弧路径(31)对应等分点深度为b，该等分线与直线路径(32)相交处为待求点处深度为c，该待求点到该圆弧路径(31)和前一圆弧路径(31)的等分点的距离分别为s1和s2，则待求点处深度为：c＝(a*s2+b*s1)/(s1+s2)，通过各待求点的深度即可拟合得到焊缝(5)在经过该直线路径(32)处的截面形状和面积；

修正处理后，焊接机械手(4)根据截面形状和面积带动焊枪调整姿态、位置和速度，使焊枪始终处于焊缝(5)中心位置，直至整个焊缝(5)焊接完成。

2.根据权利要求1所述的激光扫描焊缝跟踪装置的跟踪方法，其特征在于：激光位移传感器(21)横向以圆弧轨迹往复扫描焊缝(5)前，先手动调整焊接机械手(4)回定位传感器(22)设定的机械零点，焊接机械手(4)再带动激光位移传感器(21)移动到焊缝(5)上方，并使激光位移传感器(21)垂直于焊缝(5)，再调整步进电机(23)的转角定位于定位传感器(22)的原点位置，使该原点位置为横向扫描焊缝(5)的左始起点。

3.根据权利要求2所述的激光扫描焊缝跟踪装置的跟踪方法，其特征在于：激光位移传感器(21)横向以圆弧轨迹往复扫描焊缝(5)前，设定步进电机(23)驱动激光位移传感器(21)横向以圆弧轨迹往复扫描焊缝(5)的行程，该行程大于最大焊缝(5)宽度。