基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置，所述传感器装置包括固定座、工业CCD相机、工业镜头、主激光器组件和辅助一字线激光器。固定座适于与焊枪相连，工业CCD相机与固定座相连以拍摄焊枪实施焊接过程的焊接坡口或形成的焊缝，工业镜头设在工业CCD相机的镜头前端以调节工业CCD相机的光学参数，主激光器组件连接在固定座上且用于向焊接坡口或焊缝投射激光线，辅助一字线激光器适于连接在焊枪的主轴上，且用于向焊接坡口或焊缝与焊枪的延伸方向的交点投射激光线，根据本发明专利技术实施例的基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置能够实现焊枪相对于工件待焊点任意空间三维位姿参数的检测。

A Visual Sensor for All-Space Posture Detection Based on Composite Laser Structured Light

The invention discloses a vision sensor device for all-space pose detection based on composite laser structured light, which comprises a fixed seat, an industrial CCD camera, an industrial lens, a main laser component and an auxiliary one-line laser. Fixed base is suitable for connecting with welding torch. Industrial CCD camera is connected with fixed base to photograph welding groove or weld formed during welding process of welding torch. Industrial lens is located in front of lens of industrial CCD camera to adjust optical parameters of industrial CCD camera. Main laser module is connected on fixed base and used to weld groove or weld. Laser line is projected. The auxiliary one-line laser is suitable for connecting to the main shaft of the welding torch, and for projecting laser line to the intersection of the welding groove or the extending direction of the welding seam and the welding torch. According to the embodiment of the present invention, the visual sensor device for all-space pose detection based on the composite laser structured light can realize that the welding torch is waiting relative to the workpiece. Detection of three-dimensional pose parameters of solder joints in arbitrary space.

【技术实现步骤摘要】
基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置
本专利技术涉及焊接机器人设备技术和视觉传感器领域，具体是机器人焊接过程中焊枪相对于待焊点的任意空间位姿参数实时视觉检测技术，尤其是基于复合激光结构光的全空间位姿视觉检测装置。
技术介绍
机器人与计算机技术的发展使焊接制造的自动化和智能化程度日益提高。焊接过程中的焊枪相对于待焊点的空间位姿实时检测和控制是实现焊接制造柔性化和智能化、保证焊接接头成形质量的基础和重要手段，高精度、小型化、功能丰富的视觉传感器也是视觉传感技术的发展方向。为了实现焊接过程中焊枪相对于待焊点的空间位姿参数实时检测，科研工作者已经进行了一些有针对性的研究工作，主要集中在两个方向，一是应用旋转电弧传感器，二是采用多传感器信息融合技术。经对现有技术的文献检索发现，李湘文等在2013年第34卷第4期的《焊接学报》上刊登的“基于摆动旋转电弧的焊枪空间姿态识别”，以及李月华在其博士论文“旋转电弧传感器焊枪位姿识别方法研究”中都进行了基于旋转电弧传感器的焊枪相对于待焊点的空间姿态识别的研究。通过分析传感器信号与焊枪姿态和弧长之间的关系，利用大量试验建立传感信号与焊枪姿态和弧长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置，其特征在于，包括：固定座，所述固定座适于与焊枪相连；工业CCD相机，所述工业CCD相机与所述固定座相连以拍摄所述焊枪实施焊接过程的焊接坡口或形成的焊缝；工业镜头，所述工业镜头设在所述工业CCD相机的镜头前端以调节所述工业CCD相机的光学参数；主激光器组件，所述主激光器组件通过所述固定架连接在所述固定座上，且用于向所述焊接坡口或所述焊缝投射激光线，所述主激光器组件包括多个一字线激光器，所述多个一字线激光器可投射出多个交叉激光平面，并在待焊工件上形成垂直相交的激光线；辅助一字线激光器，所述辅助一字线激光器适于连接在所述焊枪的主轴上，且用于向...

【技术特征摘要】
1.一种基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置，其特征在于，包括：固定座，所述固定座适于与焊枪相连；工业CCD相机，所述工业CCD相机与所述固定座相连以拍摄所述焊枪实施焊接过程的焊接坡口或形成的焊缝；工业镜头，所述工业镜头设在所述工业CCD相机的镜头前端以调节所述工业CCD相机的光学参数；主激光器组件，所述主激光器组件通过所述固定架连接在所述固定座上，且用于向所述焊接坡口或所述焊缝投射激光线，所述主激光器组件包括多个一字线激光器，所述多个一字线激光器可投射出多个交叉激光平面，并在待焊工件上形成垂直相交的激光线；辅助一字线激光器，所述辅助一字线激光器适于连接在所述焊枪的主轴上，且用于向所述焊接坡口或所述焊缝与所述焊枪的延伸方向的交点投射激光线；其中，所述辅助一字线激光器与所述固定座适于环绕所述焊枪设置，以实现所述焊枪相对于工件待焊点任意空间三维位姿参数的检测。2.根据权利要求1所述的基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置，其特征在于，所述主激光器组件包括：第一激光器，所述第一激光器的投射激光线的延伸方向与所述焊接坡口或所述焊缝的延伸方向垂直；第二激光器，所述第二激光器的投射激光线的延伸方向与所述第一激光器的投射激光线的延伸方向平行；第三激光器，所述第三激光器的投射激光线的延伸方向与所述焊接坡口或所述焊缝的中心线的延伸方向重合。3.根据权利要求2所述的基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感器装置，其特征在于，所述辅助一字线激光器的投射激光线的延伸方向与所述第一激光器的投射激光线的延伸方向平行。4.根据权利要求1所述的基于复合激光结构光的全空间位姿检测视觉传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志明，郭吉昌，孙博文，符平坡，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11