基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器制造技术

本发明专利技术属于视觉传感测量技术领域，旨在解决目前基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器存在的功能单一、通用性低和灵活性差等方面的缺陷。为此目的，本发明专利技术提供一种基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器，包括：激光发生器，用于向工件的表面发射激光产生激光结构光平面，以形成激光条纹；图像采集装置，用于采集焊缝图像；相对图像采集装置滑动设置的减光滤光系统，当减光滤光系统位于第一位置时，用于在焊接过程中将进入到图像采集装置中的光线进行减光和滤光；当减光滤光系统位于第二位置时，传感器进行标定和焊缝初始点导引。本发明专利技术可用于多种类型焊缝的焊缝初始点导引和焊缝跟踪等工作要求，具有良好的通用性，且自动化程度较高。

Vision sensor for seam tracking based on laser structured light

The invention belongs to the field of vision sensing measurement technology, aiming at solving the defects of single function, low universality and poor flexibility of the current welding seam tracking vision sensor based on laser structured light. For this purpose, the present invention provides a visual tracking sensor, laser welding seam based on structure light includes: a laser generator for generating laser structure light plane surface emitting laser to the workpiece to form a laser stripe; image collecting device for collecting weld seam image; relatively reducing light filter system, image acquisition device is slidably arranged, when reducing the optical filter system is in the first position, used in the welding process will enter into the image acquisition device in light dimmer and dimmer filter filter; when the system is in the second position, the sensor calibration and initial welding point guidance. The invention can be used for the welding seam initial point guidance and welding seam tracking of various types of welding seams, and has good versatility and high automation degree.

【技术实现步骤摘要】
基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器
本专利技术属于视觉传感测量
，具体提供一种基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器。
技术介绍
焊接技术是工业生产中非常重要的一项工艺，在造船、钢铁、建筑和航空航天等领域均具有广泛的应用。工业机器人由于具有可重复、可编程和精度高等优点而被广泛地应用于焊接领域，从而极大地提高了焊接效率和焊接质量。但是现有的焊接机器人一般为“示教再现”型机器人，即机器人按照事先示教好的轨迹进行重复焊接。该类焊接机器人对作业条件的稳定性要求严格，焊接时缺乏“柔性”。因此，为了提高焊接的自动化水平，可以采用传感器来获取焊接过程中的有用信息。在众多传感器中，视觉传感方式由于具有非接触、高精度和信息量大等优点而被广泛应用。所以，设计合理、高效的视觉传感器在提高机器人焊接的自动化水平上显得尤为重要。目前，国内外研究比较成熟的基于激光的焊缝跟踪传感器价格昂贵，同时该传感器一般只能适用于几种特定类型的焊缝，而对于一些特殊焊缝诸如薄板对接窄焊缝无法使用该传感器。同时现有的基于激光的焊缝跟踪传感器主要功能是实现焊缝跟踪，而对于焊缝初始位置导引和焊缝接头类型的识别这部分功能则比较匮乏，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器，其特征在于，所述传感器包括：激光发生器，其用于向待焊接的工件发射激光产生激光结构光平面，以在所述工件的表面形成激光条纹；图像采集装置，其用于采集待焊接的工件的焊缝图像；以及相对所述图像采集装置滑动设置的减光滤光系统，并且当所述减光滤光系统处于第一位置时，所述减光滤光系统能够在所述工件处于被焊接的过程中将进入到所述图像采集装置中的激光光线进行减光和滤光；当所述工件处于非焊接的状态下，通过滑动的方式使所述减光滤光系统位于第二位置，所述传感器进行标定和焊缝初始点导引。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器，其特征在于，所述传感器包括：激光发生器，其用于向待焊接的工件发射激光产生激光结构光平面，以在所述工件的表面形成激光条纹；图像采集装置，其用于采集待焊接的工件的焊缝图像；以及相对所述图像采集装置滑动设置的减光滤光系统，并且当所述减光滤光系统处于第一位置时，所述减光滤光系统能够在所述工件处于被焊接的过程中将进入到所述图像采集装置中的激光光线进行减光和滤光；当所述工件处于非焊接的状态下，通过滑动的方式使所述减光滤光系统位于第二位置，所述传感器进行标定和焊缝初始点导引。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括与所述图像采集装置信号连接的处理单元，所述处理单元包括与多种类型的焊缝图像对应的多个图像处理模块，所述处理单元能够根据所述图像采集装置提供的焊缝图像的类型调用相对应的所述图像处理模块，以对焊缝图像进行处理。3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述激光发生器为半导体一字激光器。4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述图像采集装置为工业摄像机，并且在组装好的状态下，所述工业摄像机的光轴中心线与所述激光结构光平面的夹角为15至30°。5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括系统外壳，所述系统外壳包括背板、底板、侧盖和上盖，并且在组装好的状态下，所述背板、所述底板、所述侧盖和所述上盖形成用于容纳所述图像采集装置和所述激光发生器的箱式结构，所述减光滤光系统安...

【专利技术属性】
技术研发人员：景奉水，范俊峰，杨国栋，李恩，梁自泽，谭民，毛一剑，杨磊，龙腾，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11