本技术涉及一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，传感器包括CCD相机、激光发生器、自动变光系统、传感器壳体和外部连接线，所述外部连接线连接控制模块，CCD相机面向焊接部位；自动变光系统设于传感器壳体的底部，自动变光系统包括可变减光片、滤光片、光敏电阻和保护玻璃；CCD相机、可变减光片、光敏电阻和激光发生器通过外部连接线连接控制模块，控制模块包括可调电压和比较器。与现有技术相比，本技术具有提高视觉传感器感知范围和抗干扰性等优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及机器人智能化焊接的，尤其是涉及一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器。
技术介绍
1、近年来，机器人焊接已广泛应用于船舶制造业、压力容器加工、铁路车辆制造、飞机零部件连接和汽车制造等领域。然而，现有的机器人仍采用示教-再现型模式，需要操作工针对每一种生成场景示教编排加工轨迹。繁杂的示教过程限制了机器人在小批量生产中的应用，随着机器人智能化技术的发展，视觉传感器开始被引入机器人焊接系统中。通过视觉导引和视觉跟踪技术，机器人可以自动识别待焊工件，引导机器人到达初始焊接位置，有助于减少示教操作，提高机器人焊接智能化程度。
2、视觉传感器，根据是否使用辅助光源可分为主动视觉传感器和被动式视觉传感器。其中，激光视觉传感器作为一种主动视觉传感器，因其不易受环境光干扰，稳定性好的优点，广泛用于机器人焊接跟踪过程中。而被动视觉传感器因其感知范围较大，经常用于焊接导引过程中。然而，传统的主动视觉由于的感知范围往往较小，而被动视觉传感器易受电弧光干扰，这限制了激光视觉传感器在机器人焊接系统中的应用范围。
技术实现思路
1、本技术的目的就是为了提高视觉传感器感知范围和抗干扰性而提供的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器。
2、本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，传感器包括ccd相机、激光发生器、自动变光系统、传感器壳体和外部连接线，所述外部连接线连接控制模块，ccd相机面向焊接部位；
>4、ccd相机和激光发生器以一定角度安装固定在传感器壳体上；5、自动变光系统设于传感器壳体的底部，自动变光系统包括可变减光片、滤光片、光敏电阻和保护玻璃；可变减光片和滤光片依次设于ccd相机的正下方，保护玻璃设于滤光片和传感器壳体之间，传感器壳体上还设有位于滤光片侧面的光敏电阻；
6、ccd相机、可变减光片、光敏电阻和激光发生器通过外部连接线连接控制模块，控制模块包括可调电压和比较器。
7、进一步地，光敏电阻的一端分别通过外部连接线连接第一比较器的正向输入端和第二比较器的反向输入端，第一比较器的反向输入端和第二比较器的正向输入端分别连接第一参考电压和第二参考电压，
8、可变减光片和激光发生器通过外部连接线连接不同的两个可调电压的电压输出端，第一比较器和第二比较器的输出端分别连接每个可调电压的电压升高信号输入端和电压降低信号输入端；和/或
9、控制模块还包括ccd曝光时间调整模块，ccd曝光时间调整模块包括用于调节曝光时间的电路或机械结构，ccd曝光时间调整模块通过外部连接线连接ccd相机。
10、进一步地，可变减光片和滤光片并排放置于保护玻璃上部，传感器壳体上开有安装槽，保护玻璃通过安装槽卡在传感器壳体底部。
11、进一步地，可变减光片为单片的减光片或多片堆叠的减光片。
12、进一步地，ccd相机和激光发生器之间的角度由传感器到工件之间距离、像距和像元尺寸确定。
13、进一步地，像距和像元尺寸为ccd相机的固定参数。
14、进一步地，传感器到工件之间距离为100mm，ccd相机和激光发生器之间的角度为40°。
15、进一步地，滤光片为中心波长为660nm，带宽20nm，透过率大于90％，截止深度为od4的窄带滤光片。
16、进一步地，ccd相机包括感光元件和镜头。
17、进一步地，外部连接线位于传感器壳体的顶部。
18、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
19、本技术提出的视觉传感器通过设置可变减光片、可以调节的激光发生器，结合现有的可以调节曝光时间的ccd相机，使得视觉传感器不仅可以用于焊缝跟踪，还可以获取环境图像，提高了其感知范围的同时增强了对焊接时电弧光的干扰。通过光敏电阻，可以在光照达到阈值时，判断处于焊接状态，此时提高可调激光器和可调变光片两端电压，降低相机曝光时间，使传感器可以采集到清晰的激光条纹图像，提高了抗干扰性，反之，判断为普通工作状态，此时降低激光器和变光片两端电压，提高相机曝光时间，使传感器可以采集到清晰的环境图像，提高了其感知范围。
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【技术保护点】
1.一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，传感器包括CCD相机(11)、激光发生器(12)、自动变光系统(13)、传感器壳体(14)和外部连接线(15)，所述外部连接线(15)连接控制模块，CCD相机(11)面向焊接部位；
2.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，光敏电阻(33)的一端分别通过外部连接线(15)连接第一比较器的正向输入端和第二比较器的反向输入端，第一比较器的反向输入端和第二比较器的正向输入端分别连接第一参考电压和第二参考电压，
3.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，可变减光片(31)和滤光片(32)并排放置于保护玻璃(34)上部，传感器壳体(14)上开有安装槽，保护玻璃(34)通过安装槽卡在传感器壳体(14)底部。
4.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，可变减光片(31)为单片的减光片或多片堆叠的减光片。
5.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，CCD相机(11)和激光发生器(12)之间的角度由传感器到工件之间距离、像距和像元尺寸确定。
6.根据权利要求5所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，像距和像元尺寸为CCD相机(11)的固定参数。
7.根据权利要求6所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，传感器到工件之间距离为100mm，CCD相机(11)和激光发生器(12)之间的角度为40°。
8.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，滤光片(32)为中心波长为660nm，带宽20nm，透过率大于90％，截止深度为OD4的窄带滤光片。
9.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，CCD相机(11)包括感光元件(111)和镜头(112)。
10.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，外部连接线(15)位于传感器壳体(14)的顶部。
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【技术特征摘要】
1.一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，传感器包括ccd相机(11)、激光发生器(12)、自动变光系统(13)、传感器壳体(14)和外部连接线(15)，所述外部连接线(15)连接控制模块，ccd相机(11)面向焊接部位；
2.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，光敏电阻(33)的一端分别通过外部连接线(15)连接第一比较器的正向输入端和第二比较器的反向输入端，第一比较器的反向输入端和第二比较器的正向输入端分别连接第一参考电压和第二参考电压，
3.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，可变减光片(31)和滤光片(32)并排放置于保护玻璃(34)上部，传感器壳体(14)上开有安装槽，保护玻璃(34)通过安装槽卡在传感器壳体(14)底部。
4.根据权利要求1所述的一种用于机器人焊接的自动变光激光视觉传感器，其特征在于，可变减光片(31)为单片的减光片或多片堆叠的减光片。
5.根据权利要求1所述的一种用于机...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈善本，肖润泉，侯震，刘尔彬，唐国宝，刘强，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：
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