[发明专利]一种利用双波段激光提高焊接中测距精度的方法

说明书

本发明为一种利用双波段激光提高焊接中测距精度的方法，该方法的结构采用三个模块：激光发射模块、激光反射模块、激光接收模块，模块包括：两个能发射波长为λ₁和λ₂的激光器、半圆形的玻璃砖、三块平面镜、保护罩、槽轮机构、电机、两块能滤过波长为λ₁和λ₂的窄带滤光片、CCD。所述的两个激光器与玻璃砖的中心轴线夹角为α和β放置在玻璃砖的左侧，两块平面镜竖直放置在保护罩内，而另外一块平面镜与竖直方向夹角为γ/2放置；由电机驱动的槽轮机构安装在滤光盒内，两块滤光片安装在镜架内，CCD固定在滤光片正后方。本发明通过不同波长的激光测量两次距离，避免了在一般激光测距中弧光和测量误差的干扰，从而实现精准测距、精准避障、抗弧光干扰的目的。

技术领域

本发明涉及焊接自动化领域，具体涉及一种利用双波段激光提高焊接中测距精度的方法。

背景技术

目前，激光测距由于激光能量比较大、稳定性较好、抗干扰能力强等优点被广泛的运用，也越来越成为各领域用来测距重要的方法和手段。但是，在焊接领域中，由于焊接环境恶劣，在使用激光测距的过程中，弧光的干扰使得激光传感器的精度会大打折扣，从而难以满足实时焊接传感和焊缝跟踪的要求。目前这些问题的出现也制约了焊接行业的发展。

现如今在焊接领域广泛运用的主要有激光扫描式和结构光式两种方法，这两种方法易受到弧光和测量误差的干扰，故在精准测距、精准避障、抗弧光干扰上存在很大的缺陷。本发明采用两种不同波长激光的两次测距，从而CCD获取两次测量距离和位置信号，将两次测量距离耦合处理，实现两次测量距离和位置信号交互和冗余，最终达到精准测距、精准避障、抗弧光干扰的效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出了一种利用双波段激光提高焊接中测距精度的方法，解决了传统激光传感器测距易受弧光干扰而影响精度的问题，从而实现精准测距。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种利用双波段激光提高焊接中测距精度的方法，该方法采用的结构包括三个模块：激光发射模块、激光反射模块、激光接收模块。激光发射模块包括：一个能发射波长为λ₁的激光器1、一个能发射波长为λ₂的激光器2、一块半圆形的玻璃砖；激光反射模块包括：三块平面镜、保护罩；激光接收模块包括：槽轮机构、电机、一块能滤过波长为λ₁的窄带滤光片1、一块能滤过波长为λ₂的窄带滤光片2、透镜、CCD。所述的两个激光器与半圆形玻璃砖的中心轴线的夹角为α和β，放置在玻璃砖的左侧，三块平面镜分布在保护罩两侧，其中两块平面镜平行竖直放置、另外一块平面镜与竖直方向的夹角为β，放置在保护罩内；由电机驱动的槽轮机构安装在圆形的滤光盒内，两块滤光片安装在镜架内并由槽轮机构中主动拨盘的轴驱动与之协同旋转；CCD固定在滤光片的正后方，使其接收到反射模块的激光。

所述的激光发射模块，其结构由两种能发射不同波长的激光器、半圆形的玻璃砖组成，该模块通过两种不同波长的激光在玻璃砖中的折射率不同来实现，将两个激光器与玻璃砖的中心线给予不同夹角放置在玻璃砖左侧，通过控制入射角的角度使得两束激光在经过玻璃砖发生折射后从同一方向射出，从而使两个激光器的光路同轴。

所述的激光反射模块，其结构由三块平面镜、保护罩组成，保护罩内两块平行竖直放置的平面镜可以延长光路，靠近保护罩后端的平面镜将倾斜的激光光路调整为竖直方向的光路并最终垂直射入到被测物体上，

所述的激光接收模块，其结构由两块可滤过不同波长的滤光片、透镜、槽轮机构和电机所组成，在CCD接收到滤波片滤过的激光时，发射波长为λ₁的激光器1熄灭，发射波长为λ₂的激光器2打开，滤光片在电机驱动的槽轮机构的作用下实现间歇旋转运动，会使不同波长的激光滤过不同的滤波片，实现两个激光器与两块滤光片之间的协同作用。