[发明专利]主被动视觉焊接熔池复合传感装置及采用该装置实现的传感方法

摘要

主被动视觉焊接熔池复合传感装置及采用该装置实现的传感方法，涉及焊接技术领域。本发明是为了解决焊接技术的问题。本发明所述的现有的熔池传感技术中直接观察熔池图像，无法获得熔池的尺寸信息，导致焊接精度低的问题。本发明采用激光器发出初始圆形光束，经衍射光学元件被整形为线条纹结构光投射在熔池与已凝固焊道的连接处，调整滤光片使采集到该区域含有线条纹结构光图像的同时也捕获熔池区域图像，传入DSP图像处理平台，进行图像处理，将熔池根部区域已凝固部分的高度可近似于当前熔池高度，通过分析线条纹结构光在高度方向上的调制情况，获得熔池高度信息，同时处理图像中的熔池部分，提取熔池边缘，获得熔池三维尺寸。它用于焊接中。

主权项

主被动视觉焊接熔池复合传感装置，其特征在于，它包括焊枪(7)、结构发生机构、图像采集机构和中心处理机构，结构发生机构包括激光器(1)、衍射光学元件(2)和防飞溅窗口片(3)，图像采集机构包括数字相机(5)和窄带滤光片(6)，中心处理机构采用DSP图像处理平台实现，激光器(1)、衍射光学元件(2)、防飞溅窗口片(3)、数字相机(5)和窄带滤光片(6)均设置在传感器壳体(4)内，且同时位于熔池的上方，传感器壳体(4)为敞口向下的六面体结构，防飞溅窗口片(3)位于传感器壳体(4)的敞口处，数字相机(5)沿焊接方向置于激光器(1)后方，窄带滤光片(6)设置在数字相机镜头前，焊枪(7)沿焊接方向置于传感器壳体(4)的前方，传感器壳体(4)通过铰架安装在焊枪上，激光器(1)输出的圆形光束经过衍射光学元件(2)整形为线条纹结构光，该线条纹结构光透过防飞溅窗口片(3)投射在熔池与已凝固焊道的连接处，数字相机(5)通过窄带滤光片(6)采集投射在熔池与已凝固焊道的连接处的熔池图像和线条纹结构光，DSP图像处理平台用于采集熔池与已凝固焊道的连接处的熔池图像和线条纹结构光，根据已凝固焊道的高度等于当前熔池高度及结合线条纹结构光信息，获得熔池高度信息，同时提取熔池边缘，获得熔池的三维尺寸。