CN205520014U - 焊缝测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊缝测量装置，包括激光发射器、第一透镜、第二透镜、图像传感器、图像处理器以及数据传输接口，其中：所述第一透镜设置在所述激光发射器所在的轴线方向上；所述第二透镜设置在所述图像传感器所在的轴线方向上；所述图像传感器的采样输出端口与所述图像处理器的采样输入端口连接；所述图像处理器的数据输出端口与所述数据传输接口连接。本实用新型的焊缝测量装置测量精度高，抗干扰能力强，测量的焊缝宽度以及深度数据更加准确。

Description

焊缝测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种焊接配件，更具体地，涉及一种焊缝测量装置。

背景技术

近年来焊接自动化程度在不断地增加，焊接自动化生产已是必然趋势。但在实际焊接过程中，还是会出现风险，所以如何进行精确的焊接测量跟踪是保证焊接质量的重中之重。焊接跟踪就是在焊接时实时检测出焊缝的偏差，并调整焊接路径和焊接参数，保证焊接质量的可靠性。

现有技术中，一般使用电弧传感器来进行焊缝测量，这种焊缝测量方法存在弧光、电弧热、飞溅以及烟雾等多种因素的干扰，导致焊缝测量并不准确。

因此，需要一种新的焊缝测量装置，来解决现有技术中跟踪准确度低、容易受环境因素干扰的缺点。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决现有技术中焊接跟踪准确度低、容易受环境因素干扰的缺点。

根据本发明的第一方面，提供了一种焊缝测量装置，包括激光发射器、第一透镜、第二透镜、图像传感器、图像处理器以及数据传输接口，其中：所述第一透镜设置在所述激光发射器的轴线上；所述第二透镜设置在所述图像传感器的轴线上；所述图像传感器的采样输出端口与所述图像处理器的采样输入端口连接；所述图像处理器的数据输出端口与所述数据传输接口连接。

优选地，所述装置还包括具有开孔的外壳，其中所述第一透镜以及所述第二透镜嵌入在所述外壳的开孔上，所述激光发射器、所述图像传感器、所述图像处理器以及所述数据传输接口设置在所述外壳内部。

优选地，所述装置还包括平面镜以及电机，其中：所述电机驱动所述平面镜做定轴转动；所述平面镜设置在所述激光发射器的轴线上。

优选地，所述激光发射器为红外激光发射器。

优选地，所述图像传感器为面阵图像传感器。

优选地，所述数据传输接口与外部设备连接。

本实用新型的发明人发现，在现有技术中，未能到将激光三角法测量以及转镜扫描技术结合以解决焊接跟踪的精确度和抗干扰度的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本实用新型是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本实用新型的焊接跟踪装置的结构示意图。

图2是本使用新型的装置从另一角度观察的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了本实用新型的结构示意图。其中虚线表示激光的传播轨迹。

本实用新型是用于测量焊缝的深度信息以及宽度信息的装置，使用时可以与例如计算机的上位机连接，本装置在测量完毕后可以通过数据传输接口向上位机发送测量数据，以便上位机根据测量的数据结果向机械装置发出控制信号以控制焊枪在焊接材料正上方移动。

如图1所示，焊缝测量装置包括激光发射器11、第一透镜12、第二透镜13、图像传感器14、图像处理器15以及数据传输接口16。

第一透镜12设置在激光发射器11所在的轴线方向上。这样设置的目的是使得激光发射器11发射出的激光能够通过第一透镜12的汇聚作用投射到待测物体20上。第一透镜12可以是凸透镜，目的是使激光能够汇聚，减少光源损失，从而使测量结果更加准确。其中激光发射器11可以为红外激光发射器，也可以为可见激光发射器。

第二透镜13设置在图像传感器所在的轴线方向上。这样设置的目的是使得激光发射器11发射出的激光经过待测物体20的反射作用后，能够经过第二透镜13的汇聚作用投射到图像传感器14上。第二透镜13可以是凸透镜，目的是使激光能够汇聚，减少光源损失，从而使测量结果更加准确。其中图像传感器可以为面阵图像传感器，也可以为线阵图像传感器。

图像传感器14的采样输出端口与图像处理器15的采样输入端口连接。图像传感器14接收到反射光，并将光信号转换为电信号，然后通过采样输出端口将电信号传输给图像处理器15的采样输入端口，以便图像处理器15根据电信号做进一步的处理。

图像处理器15对采样得到的电信号进行处理，根据波形中的各项参数判断出焊缝的宽度以及深度信息。根据波形判断宽度以及深度信息属于本领域的常用技术，此处不做详细描述。

图像处理器15经过处理得出宽度以及深度信息后，将上述信息通过数据传输接口16传输至外部设备中，以便外部设备通过控制机械器件来控制焊枪的移动。

本实用新型的装置还包括具有开孔的外壳17，其中第一透镜12以及第二透镜13潜入在外壳17的开孔上，激光发射器14、图像传感器15以及数据传输接口16设置在外壳17的内部。这样通过外壳封装的好处是，使得焊缝测量装置可以形成独立的装置，便于拆卸和使用。同时，外壳17可以减少激光的损失，使得测量的抗干扰能力更强。

图2示出了本使用新型的装置从另一角度观察的结构示意图。

如图2所示，焊缝测量装置还可以包括平面镜31以及电机32。其中电机驱动平面做定轴运动。平面镜31设置在激光发射器的轴线上。

这样设置的目的是，使得激光发射装置发出的光能够通过平面镜31的反射作用照射到焊缝中尽可能多的位置，这样可以采样范围更大，得到的测量结果也就更准确。

电机32驱动平面镜31转动的频率可以控制在5hz至20hz之间。

在一个实施例中，可以使用逐点测量的方式，测量一个表面时可以按照一定的分布式设置足够的采样点，依次测量每一个采样点的深度数据，然后利用插值法得出整个表面的拟合数据。这种测量方式实质上是对焊缝的截面进行扫描测量。焊缝的截面信息包括宽度和深度信息，只要测量出每一时刻对应的宽度和深度信息，就能够得到整个截面的信息。图像传感器上所呈的像反映了焊缝深度信息的变化，当焊缝的深度信息不发生变化时，也就代表了光线在图像传感器上成像的位置也就不发生变化。在对焊缝进行测量时，光在图像传感器上呈现周期性变化，一个周期内光电变化的时间就是光束扫描整个焊缝的时间，再测得电机转速，就能计算出整个焊缝的宽度和深度信息。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种焊缝测量装置，其特征在于，包括激光发射器、第一透镜、第二透镜、图像传感器、图像处理器以及数据传输接口，其中：

所述第一透镜设置在所述激光发射器所在的轴线方向上；

所述第二透镜设置在所述图像传感器所在的轴线方向上；

所述图像传感器的采样输出端口与所述图像处理器的采样输入端口连接；

所述图像处理器的数据输出端口与所述数据传输接口连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括具有开孔的外壳，其中所述第一透镜以及所述第二透镜嵌入在所述外壳的开孔上，所述激光发射器、所述图像传感器、所述图像处理器以及所述数据传输接口设置在所述外壳内部。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括平面镜以及电机，其中：

所述电机驱动所述平面镜做定轴转动；

所述平面镜设置在所述激光发射器的轴线上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光发射器为红外激光发射器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像传感器为面阵图像传感器。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据传输接口与外部设备连接。