[发明专利]曲线角接焊缝激光视觉传感器及焊缝偏差实时检测的方法

说明书

本发明涉及曲线角接焊缝激光视觉传感器及焊缝偏差实时检测的方法，属于焊缝视觉检测领域。视觉传感器壳体中装有摄像机、镜头、窄带滤光片、减光片，通过冷却板、尼龙连接件、焊枪夹持件固定于焊枪，两个激光光源分别固定在焊枪夹持件的两个侧面，两个激光光源的轴线与焊枪轴线平行且共面，两个激光光斑对称于焊枪中心分别照射在曲线角接焊缝的两侧板面，两个激光光斑与焊丝端部在曲线角接焊缝分布方向上的投影相重合，从而确保焊缝检测的实时性，消除了曲线角接焊缝转弯对焊缝检测的影响。优点在于：本发明通过独创的传感器结构及检测方法实现了焊缝偏差的实时检测，解决了通常采用的超前检测方法在焊缝转弯处无法准确检测的关键技术问题。

技术领域

本发明涉及焊缝视觉检测领域，特别涉及曲线角接焊缝激光视觉传感器及焊缝偏差实时检测的方法，同时也适用于直线角接焊缝的检测。

背景技术

在弧焊接过程中，确保焊接电极实时对准焊缝是保证焊接质量的必要条件，如果焊接电极偏离焊缝，将会产生未熔合、未焊透等焊接缺陷。此外，没有焊缝传感器无法实现焊接过程自动化。平板对接、角接、搭接等直线焊缝通常采用超前的检测方法实现焊缝检测，超前检测方法检测点超前焊接点一定距离，超前检测的主要原因在于焊接电弧区焊缝检测十分困难，超前检测方法针对于直线焊缝较为适用，然而针对曲线角接焊缝，如波纹板、H型钢结构的曲线角接焊缝，通常采用的超前检测方法如激光条纹超前与焊接点一定距离的视觉检测方法，激光条纹照射点即视觉传感器检测点与焊接点有一定的前视距离，曲线转弯处视觉传感器前视距离会发生变化，由于前视距离的变化而产生的焊缝偏差并不是对应位置的真实焊缝偏差，因此通常采用的超前检测方法无法进行曲线角接焊缝的准确检测。曲线角接焊缝焊接若想实现焊接生产自动化，必须通过焊缝的实时检测来实现，即焊缝检测点与焊接点实时同步，以此来消除曲线角接焊缝转弯对焊缝检测的影响。

本发明的目的在于提供曲线角接焊缝激光视觉传感器及焊缝偏差实时检测方法，通过独创的传感器结构及检测方法实现了焊缝偏差的实时检测，解决了通常采用的超前检测方法在焊缝转弯处无法准确检测的关键技术问题。为实现曲线角接焊缝产品焊接过程自动化、提高焊接质量、降低人工成本、改善生产环境、提高效益提供必要的前提条件。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

曲线角接焊缝激光视觉传感器，航空插座1固定在视觉传感器壳体2上，视觉传感器壳体2中装有摄像机3、窄带滤光片5、减光片6，镜头4固定在摄像机3的前端，视觉传感器壳体2通过冷却板7和尼龙连接件8与焊枪夹持件9连接，焊枪夹持件9固定在焊枪10上；激光光源A11、激光光源B12分别固定在焊枪夹持件9的两个侧面。

所述的曲线角接焊缝激光视觉传感器的可视距离为110mm～150mm，摄像机3的轴线与焊枪10的轴线夹角为10°～45°。

所述的激光光源A11、激光光源B12的激光波长为658nm，激光光斑A17、激光光斑B18的形状为圆形，直径2mm～5mm，功率10mW～200mW；激光光束A13、激光光束B14位于焊枪两侧与焊枪轴线平行且共面，分别平行照射到工件A15、工件B16表面，分别形成激光光斑A17、激光光斑B18，两个激光光斑A、B与焊丝19端部在曲线角接焊缝20分布方向上的投影重合，因此，本发明通过独创的传感器结构及检测方法实现了焊缝偏差的实时检测，解决了通常采用的超前检测方法在焊缝转弯处无法准确检测的关键技术问题。

所述的窄带滤光片5的通带波长为640nm～670nm。