CN105572138A - 基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法及检测装置 - Google Patents

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刘长鹤
郑恩松
王亚军
曹晓娜
于明月
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Abstract

本发明公开的基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法及检测装置，设置检测工位，于所述检测工位上方分别设置两组光源及两组相机；所述光源包括第一光源及第二光源，所述相机包括第一相机及第二相机，所述第一相机正下方设有半透半反镜及第一偏振片；所述第二相机镜头前端设有第二偏振片；所述检测工位上设置焊缝表面，第一光源及第二光源分别发出两束相互垂直的偏振光源照射到焊缝表面上，并汇聚成反射光斑；所述反射光斑经过半透半反镜形成反射光和透射光，透射光经过第一偏振片在第一相机中中成像，反射光通过第二偏振片在第二相机中成像。不易受到干扰的影响，有效实现实时、有效、可靠的高精度检测，满足该类焊缝自动化焊接技术的发展需求。

Description

基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法及检测装置
技术领域
本发明涉焊缝检测技术领域，尤其涉及一种基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法，更涉及一种实现该方法的检测装置。
背景技术
在焊接自动化领域内，常常需要对铝板、不锈钢板等薄板类焊缝进行自动化焊接，该类焊缝通常不开坡口，焊缝间隙为零间隙或小间隙（在0~1mm之内），并且对焊缝检测的实时性、精度和可靠性的要求都比较高（检测时间在0.05s之内，检测精度在0.05mm之内）。采用常规的线结构光焊缝检测方法因焊缝本身特征小，容易受到干扰的影响，难以实现实时、有效、可靠的高精度检测，影响了该类焊缝自动化焊接技术的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法，有效解决上述技术问题。
为有效解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法，该工艺括以下步骤：
（1）设置检测工位，于所述检测工位上方分别设置两组光源及两组相机；
（2）所述光源包括第一光源及第二光源，所述相机包括第一相机及第二相机，所述第一相机正下方设有半透半反镜及第一偏振片；所述第二相机镜头前端设有第二偏振片；
（3）所述检测工位上设置焊缝表面，第一光源及第二光源分别发出两束相互垂直的偏振光源照射到焊缝表面上，并汇聚成反射光斑；
（4）所述反射光斑经过半透半反镜形成反射光和透射光，透射光经过第一偏振片在第一相机中中成像，反射光通过第二偏振片在第二相机中成像。
特别的，所述步骤（4）还包括以下步骤：
第一相机和第二相机的光学参数相同，所成像为焊缝的同一区域的不同偏振方向。因入射光为偏振光，且焊缝表面存在着镜面反射，所以其反射光也存在着不同程度的偏振性，其偏振特性与焊缝表面特性，焊缝特性有关；第一相机与第二相机所成像的区域相同，但偏振方向不同，因此通过两个相机的成像，可实现对焊缝区域的光偏振态进行分析，从而实现对高反光焊缝区域的特征检测。
一种实现上述方法的检测装置，包括一检测功工位，所述检测工位上方分别包括两组及两组相机；所述光源包括第一光源及第二光源，所述相机包括第一相机及第二相机，所述第一相机正下方设有半透半反镜及第一偏振片；所述第二相机镜头前端设有第二偏振片。
特别的，所述第一相机及第二相机光学参数相同。
特别的，所述第一相机及第二相机的检测区域相同。
特别的，所述第一相机垂直向下设置在所述检测工位上方，所述第二相机平行设置在所述检测工位上方。
本发明的有益效果为：本发明提供的基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法及检测装置，不易受到干扰的影响，有效实现实时、有效、可靠的高精度检测，满足该类焊缝自动化焊接技术的发展需求。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明所述检测装置组成结构示意图。
其中：
1检测工位，2第一光源，3第二光源，4第一相机，5第二相机，6半透半反镜，7第一偏振片，8第二偏振片。
具体实施方式
参见图1，本实施例公开的基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法，该工艺括以下步骤：
（1）设置检测工位1，于所述检测工位1上方分别设置两组光源及两组相机；
（2）所述光源包括第一光源2及第二光源3，所述相机包括第一相机4及第二相机5，所述第一相机4正下方设有半透半反镜6及第一偏振片7；所述第二相机5镜头前端设有第二偏振片8；
（3）所述检测工位1上设置焊缝表面，第一光源2及第二光源3分别发出两束相互垂直的偏振光源照射到焊缝表面上，并汇聚成反射光斑；
（4）所述反射光斑经过半透半反镜6形成反射光和透射光，透射光经过第一偏振片7在第一相机4中中成像，反射光通过第二偏振片8在第二相机5中成像。第一相机4和第二相机5的光学参数相同，所成像为焊缝的同一区域的不同偏振方向。因入射光为偏振光，且焊缝表面存在着镜面反射，所以其反射光也存在着不同程度的偏振性，其偏振特性与焊缝表面特性，焊缝特性有关；第一相机4与第二相机5所成像的区域相同，但偏振方向不同，因此通过两个相机的成像，可实现对焊缝区域的光偏振态进行分析，从而实现对高反光焊缝区域的特征检测。
申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某步骤，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的方法，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些步骤的其它实施方式。
本实施例公开的实现上述方法的检测装置，包括一检测功工位1，所述检测工位1上方分别包括两组及两组相机；所述光源包括第一光源2及第二光源3，所述相机包括第一相机4及第二相机5，所述第一相机4正下方设有半透半反镜6及第一偏振片7；所述第二相机5镜头前端设有第二偏振片8。
所述第一相机4及第二相机5光学参数相同。所述第一相机4及第二相机5的检测区域相同。所述第一相机4垂直向下设置在所述检测工位1上方，所述第二相机5平行设置在所述检测工位1上方。
本实施例中区别于现有技术的技术路线为：
1、对待检测的区域投射方向不同的正交偏振光，使得焊缝区域的反射光也呈现偏振特性，其特性与待检测焊缝表面特性有关；
2、通过半透半反镜将对反射光进行分束，使得两个相机所检测的区域相同；
3、两个相机的光学参数相同，检测光的偏振方向不同，使得两个相机可对焊缝区域的偏振态进行分析。
申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法，其特征在于，该工艺括以下步骤：
（1）设置检测工位，于所述检测工位上方分别设置两组光源及两组相机；
（2）所述光源包括第一光源及第二光源，所述相机包括第一相机及第二相机，所述第一相机正下方设有半透半反镜及第一偏振片；所述第二相机镜头前端设有第二偏振片；
（3）所述检测工位上设置焊缝表面，第一光源及第二光源分别发出两束相互垂直的偏振光源照射到焊缝表面上，并汇聚成反射光斑；
（4）所述反射光斑经过半透半反镜形成反射光和透射光，透射光经过第一偏振片在第一相机中中成像，反射光通过第二偏振片在第二相机中成像。
2.根据权利要求1所述的基于偏振态检测的高反光对接焊缝检测方法，其特征在于，所述步骤（4）还包括以下步骤：
第一相机和第二相机的光学参数相同，所成像为焊缝的同一区域的不同偏振方向。
3.因入射光为偏振光，且焊缝表面存在着镜面反射，所以其反射光也存在着不同程度的偏振性，其偏振特性与焊缝表面特性，焊缝特性有关；第一相机与第二相机所成像的区域相同，但偏振方向不同，因此通过两个相机的成像，可实现对焊缝区域的光偏振态进行分析，从而实现对高反光焊缝区域的特征检测。
4.一种实现权利要求1所述方法的检测装置，其特征在于，包括一检测功工位，所述检测工位上方分别包括两组及两组相机；所述光源包括第一光源及第二光源，所述相机包括第一相机及第二相机，所述第一相机正下方设有半透半反镜及第一偏振片；所述第二相机镜头前端设有第二偏振片。
5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述第一相机及第二相机光学参数相同。
6.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述第一相机垂直向下设置在所述检测工位上方，所述第二相机平行设置在所述检测工位上方。
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