一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器制造技术

技术编号:39127799 阅读:14 留言:0更新日期:2023-10-23 14:49
本实用新型专利技术提供了一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,属于焊缝追踪传感器技术领域。该基于双光路的细对接焊缝追踪传感器包括激光光源、LED光源、分光棱镜、成像镜头、结构光成像相机和背景成像相机。激光光源和LED光源反射光路均先后经过成像镜头和分光棱镜,分光棱镜将激光光源和LED光源的反射光路分开,分开的激光光源和LED光源光路分别被结构光成像相机和背景成像相机接收。本实用新型专利技术分光棱镜将激光光源以及LED光源在焊缝平面上的反射光光路分开,并由结构光成像相机和背景成像相机接收,做到同时同光路采集两张不同光源下的图片,通过不同光源下获取的图片进行焊缝位置的确认及追踪。确认及追踪。确认及追踪。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器


[0001]本技术涉及焊缝追踪传感器领域,具体而言,涉及一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器。

技术介绍

[0002]近年来,自动化焊接技术高速发展,其精度高、操作方便、便于重复操作、安全性高等优点使得其逐步代替传统人工焊接,而精确的焊缝追踪是保证焊接质量的关键。焊缝追踪传感器通过将结构光投射到焊缝处,并根据机构光图像获取高度落差或宽度间隙信息,从而得到焊缝的确切位置及焊点位置,以便进一步操控焊枪进行焊接操作。然而在对于细对接类型的焊缝时,由于其较小的趋向为零焊缝宽度以及较小趋向为零的高度落差或是无高度落差,传统的单激光传感器难以获得准确的高度和宽度信息,从而无法准确定位焊缝位置;2D相机需要可以识别无宽度或无高度差的图像,但是精度低,没有高度信息,容易受弧光、环境光感扰,不能稳定适用于焊缝跟踪。而独立相机和结构相机,二者安装难度大,两者坐标系标定后引入标定误差。
[0003]因此,需要一种改进型传感器,通过多张焊缝照片,结束2D和线结构光信息获取准确的焊缝三维坐标位置。

技术实现思路

[0004]为了弥补以上不足,本技术提供了一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,旨在改善传统的单激光传感器难以获得准确的高度和宽度信息,从而无法准确定位焊缝位置的问题。
[0005]本技术是这样实现的:
[0006]本技术提供一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,包括
[0007]激光光源、LED光源、分光棱镜、成像镜头、结构光成像相机和背景成像相机。<br/>[0008]所述激光光源和LED光源反射光路均先后经过成像镜头和分光棱镜,所述分光棱镜将激光光源和LED光源的反射光路分开,分开的激光光源和LED光源光路分别被结构光成像相机和背景成像相机接收。
[0009]在本技术的一种实施例中,所述分光棱镜和结构光成像相机之间增加一窄通滤光片Ⅰ。
[0010]在本技术的一种实施例中,所述分光棱镜和背景成像相机之间增加一窄通滤光片Ⅱ。
[0011]在本技术的一种实施例中,所述激光光源的光轴和LED光源的光轴平行设置,平行度在0~30度。
[0012]在本技术的一种实施例中,所述LED光源的发光角度大于成像镜头视场角两倍以上。
[0013]在本技术的一种实施例中,所述激光光源激光波长取660
±
5~20nm。
[0014]在本技术的一种实施例中,所述LED光源波长取405
±
50nm或850
±
50nm。
[0015]本技术的有益效果是:本技术通过上述设计得到的一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,分光棱镜将激光光源以及LED光源在焊缝平面上的反射光光路分开,并由结构光成像相机和背景成像相机接收,做到同时同光路采集两张不同光源下的图片,通过不同光源下获取的图片进行焊缝位置的确认及追踪,避免了由于拍照时间和坐标系标定差异引起的误差。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1是本技术实施方式提供的基于双光路的细对接焊缝追踪传感器结构示意图。
[0018]图中:1

激光光源;2

LED光源;3

分光棱镜;4

成像镜头;5

结构光成像相机;6

背景成像相机;7

窄通滤光片Ⅰ;8

窄通滤光片Ⅱ。
具体实施方式
[0019]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施方式中的附图,对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本技术一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本技术保护的范围。
[0020]实施例
[0021]请参阅图1,本技术提供一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,包括
[0022]激光光源1、LED光源2、分光棱镜3、成像镜头4、结构光成像相机5和背景成像相机6。激光光源1和LED光源2反射光路均先后经过成像镜头4和分光棱镜3。分光棱镜3将激光光源1和LED光源2的反射光路分开,分开的激光光源1和LED光源2光路分别被结构光成像相机5和背景成像相机6接收。
[0023]该基于双光路的细对接焊缝追踪传感器采用激光光源1以及LED光源2双光源结构,分光棱镜3将激光光源1以及LED光源2在焊缝平面上的反射光光路分开,并由结构光成像相机5和背景成像相机6接收,做到同时同光路采集两张不同光源下的图片(一张为背景一张为结构光),通过不同光源下获取的图片进行焊缝位置的确认及追踪,避免了由于拍照时间和坐标系标定差异引起的误差。
[0024]在具体设置时,分光棱镜3和结构光成像相机5之间增加一窄通滤光片Ⅰ7。窄通滤光片Ⅰ7以过滤弧光对结构光的干扰。BP片截止率取OD2以上,OD6最佳。半带宽取
±
20nm,一般取660
±
5~20nm OD2的BP片。
[0025]在上述具体实施方式中,分光棱镜3和背景成像相机6之间增加一窄通滤光片Ⅱ8。窄通滤光片Ⅱ8以过滤弧光对背景光的干扰。BP片截止率取OD2以上,OD6最佳。半带宽取
±
50nm,一般取405/850
±
50nm OD2的BP片。
[0026]在本技术的一种实施例中,激光光源1的光轴和LED光源2的光轴平行设置,平行度在0~30度,优选取12度。焊缝识别时不易出现误差。
[0027]进一步地,LED光源2的发光角度大于成像镜头4视场角两倍以上。一般取60~120度发散角度。LED光源2与传感器的距离应大于镜头焦距的二倍以上。
[0028]优选的,激光光源1激光波长取660
±
5~20nm。由于自然光及氩弧焊产生的光中660nm波长的光含量较少,处于峰谷处,故采用该波段的光源不易受外界光源影响。
[0029]具体的,LED光源2波长取405
±
50nm或850
±
50nm。LED光源2应用弧光中比较稳定的波长,以降低弧光对成像的波动,并降低补光灯的功率,减少发热量。一般波长采取405nm或850nm波长的光,由于自然光及氩弧焊产生的光中405nm和850波长的光处于平稳峰值处,故选用该波长的灯所需功率较小,仅作补光灯使用。
[00本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,其特征在于,包括激光光源(1)、LED光源(2)、分光棱镜(3)、成像镜头(4)、结构光成像相机(5)和背景成像相机(6);所述激光光源(1)和LED光源(2)反射光路均先后经过成像镜头(4)和分光棱镜(3),所述分光棱镜(3)将激光光源(1)和LED光源(2)的反射光路分开,分开的激光光源(1)和LED光源(2)光路分别被结构光成像相机(5)和背景成像相机(6)接收。2.根据权利要求1所述的一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,其特征在于,所述分光棱镜(3)和结构光成像相机(5)之间增加一窄通滤光片Ⅰ(7)。3.根据权利要求1所述的一种基于双光路的细对接焊缝追踪传感器,其特征在于,所述分光棱镜(3)和背景成像相机(6)之间...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝盼
申请(专利权)人:苏州全视智能光电有限公司
类型:新型
国别省市:

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