[发明专利]一种双传感集成式焊缝跟踪传感器及纠偏方法

权利要求书

1.一种双传感集成式焊缝跟踪传感器，其特征在于：所述的传感器包括线激光器、面光源、滤光片、反射镜、镜头、相机、外壳、插座、电缆、控制器等几个部分，其中：

所述的线激光器为工业级半导体线激光器，位于传感器内部下端的一侧，垂直向下投射线激光，该线激光与工件表面及焊缝垂直，用于呈现焊缝的垂直截面轮廓；线激光器的中心波长应远离电弧的光谱峰值区域；

所述的面光源为工业级单色LED投光灯，其颜色与线激光器基本一致，位于传感器下端的中间位置，垂直向下投射单色照明光，用于照亮焊缝区域；

所述的滤光片为窄带滤光片，其中心波长与线激光器的中心波长和面光源的颜色一致，其带宽应该覆盖线激光器与面光源的波长范围；滤光片位于传感器的底端，用于滤除其他干扰光线；

所述的反射镜为平面镀铝反射镜，位于传感器内部底端的另一侧，用于将焊缝区域的图像投向镜头，形成折返光路，用于减小传感器的横向尺寸；反射镜的姿态为垂直布置，有利于减小传感器的横向尺寸；

所述的镜头为工业级镜头，安装于相机之上并面向反射镜，负责将反射镜反射的焊缝区域的图像成像到相机的像面之上；

所述的相机为工业级面阵相机，位于传感器内部的上端，负责将焊缝区域的图像转变为数字信号；

所述的外壳为高导电性、高散热性的金属材料制成，用于支撑和固定所有的内部元器件，并进行可靠的保护和屏蔽作用；

所述的插座为高可靠高寿命工业级插座，内部与线激光器、面光源和相机相连；

所述的电缆为高可靠带屏蔽双绞线电缆，用于将插座与控制器相连，为传感器提供电源并发送控制指令，同时传输传感器获得的图像信号到控制器；

所述的控制器为微型工业控制计算机，负责向传感器发送控制指令，控制线激光器与面光源交替打开与关闭，并同步获取激光条纹图像和焊缝区域图像；同时对来自传感器的图像信号进行处理，最终获得焊缝位置信息。

2.一种基于上述的双传感集成式焊缝跟踪传感器的纠偏方法，具体如下：

（1）打开线激光器，向焊缝发出线激光并在焊缝表面形成激光条纹，获取该激光条纹图像；

（2）对激光条纹图像进行处理，获得焊缝位置信息；

（3）关闭线激光器，打开面光源，照亮焊缝区域，获取该焊缝区域图像；

（4）对焊缝区域图像进行处理，获得焊缝的偏角信息；

（5）当焊缝出现偏角时，根据激光条纹与焊枪之间的距离，对前述的焊缝位置信息进行修正，由此得到真实准确的焊缝位置信息；

（6）将最后的焊缝位置信息传送至焊接机器人控制器，对焊缝位置偏差进行修正，最终实现在线纠偏。