CN108871232A - 一种激光轮廓检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光轮廓检测装置，该装置包括防护外壳、设置在防护外壳内的线激光发射器以及设置在防护外壳内并与线激光发射器相适配的工业相机，装置还包括与防护外壳的内部相连通的风冷循环系统。与现有技术相比，本发明能够用于焊接任务中，对焊接的弧光和飞溅具备高抗干扰性，且避免焊接时的高温工况下对内部零部件的不利影响，保证装置的高精度及持续稳定工作；可识别各种焊缝特征，如搭接、拼接、角接、波纹板、管鳍片等，能够与焊接机器人配合完成曲面焊接或受热形变的焊接任务，对激光在内折角中反射的高亮点清晰成像，确保激光轮廓的稳定性、完整性；组合使用滤光片和偏振片，能够过滤掉焊接时的干扰光线。

Description

一种激光轮廓检测装置

技术领域

本发明属于激光轮廓检测技术领域，涉及一种激光轮廓检测装置。

背景技术

激光轮廓仪采用激光扫描技术，能够对物体的轮廓、二维尺寸、二维位移等进行精确和快速测量与检验，并且环境适应性强，作为精密测量仪器在铁路等行业应用十分广泛。

由于激光轮廓仪具有高频率、高精度等优势，其应用范围逐渐扩大。然而，现有的激光轮廓仪很少能够应用于焊接任务，这主要是因为现有的激光轮廓仪对焊接的弧光和飞溅不具备抗干扰性，且无法在焊接的高温工况下持续运作。此外，激光轮廓仪也无法与焊接机器人配合完成曲面焊接或受热形变的焊接任务。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种激光轮廓检测装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种激光轮廓检测装置，该装置包括防护外壳、设置在防护外壳内的线激光发射器以及设置在防护外壳内并与线激光发射器相适配的工业相机，所述的装置还包括与防护外壳的内部相连通的风冷循环系统。防护外壳可达到IP67防护等级，能够对内部的零部件进行保护，避免焊接时受到飞溅等破坏。风冷循环系统能够对防护外壳内部进行降温，避免高温影响装置的正常工作，使装置在70℃的焊接高温环境下仍能具有较低且稳定的内部温度。

进一步地，所述的防护外壳的一端设有分别与线激光发射器、工业相机电连接的接线插头。通过接线插头连接线缆，对线激光发射器、工业相机进行供电。

进一步地，所述的防护外壳的另一端设有端盖。端盖易于拆卸，便于对防护外壳内部的零部件进行维护或更换。

进一步地，所述的端盖处设有与线激光发射器及工业相机相适配的偏振片。

进一步地，所述的工业相机为高动态相机。高动态相机具有高动态范围图像(HDR)功能，能够更好地适应焊接工况，保证轮廓测量的高精度；能够实现对焊接飞溅弧光的过滤和剔除，精准地提取激光轮廓线；能够对因焊接温度产生形变的材料和不规则焊接曲面进行焊缝的实时跟踪和纠偏。

进一步地，所述的工业相机上设有工业镜头。

进一步地，所述的线激光发射器的结构光平面与工业镜头的中心轴线之间的夹角为15-30°。该角度范围能够兼顾检测的视场范围和景深。

进一步地，所述的工业镜头上设有滤光片。滤光片能够实现对外部干扰光的过滤和剔除。

进一步地，所述的风冷循环系统包括分别开设在防护外壳上的空压机接口、出气口。通过空压机接口连接空压机，空压机不断向防护外壳内通入常温或低温空气，并将防护外壳内部的热量通过出气口带走，保证装置的温度稳定。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)能够用于焊接任务中，对焊接的弧光和飞溅具备高抗干扰性，且避免焊接时的高温工况下对内部零部件的不利影响，保证装置的高精度及持续稳定工作；

2)可识别各种焊缝特征，如搭接、拼接、角接、波纹板、管鳍片等，能够与焊接机器人配合完成曲面焊接或受热形变的焊接任务，对激光在内折角中反射的高亮点清晰成像，确保激光轮廓的稳定性、完整性；

3)组合使用滤光片和偏振片，能够过滤掉焊接时的干扰光线。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中标记说明：

1—防护外壳、2—线激光发射器、3—工业相机、4—接线插头、5—工业镜头、6—滤光片、7—空压机接口、8—端盖、9—偏振片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1所示的一种激光轮廓检测装置，包括防护外壳1、设置在防护外壳1内的线激光发射器2以及设置在防护外壳1内并与线激光发射器2相适配的工业相机3，装置还包括与防护外壳1的内部相连通的风冷循环系统。

其中，防护外壳1的一端设有分别与线激光发射器2、工业相机3电连接的接线插头4。防护外壳1的另一端设有端盖8。端盖8处设有与线激光发射器2及工业相机3相适配的偏振片9。工业相机3为高动态相机。工业相机3上设有工业镜头5。线激光发射器2的结构光平面与工业镜头5的中心轴线之间的夹角为25°。工业镜头5上设有滤光片6。风冷循环系统包括分别开设在防护外壳1上的空压机接口7、出气口。

使用时，配合工控机、机器人一起，其中工控机包括激光重建模块、焊缝识别模块、机器人通讯模块、手眼标定模块。

步骤1：将检测装置与工控机、机器人连接在一起，并启动装置；

步骤2：机器人发出指令，开始寻找焊缝起点；

步骤3：检测装置反馈起点坐标，机器人开始焊接；

步骤4：检测装置实时反馈焊缝坐标，修正机器人焊接轨迹，直到完成整条焊缝焊接。

实施例2：

本实施例中，线激光发射器2的结构光平面与工业镜头5的中心轴线之间的夹角为15°，其余同实施例1。

实施例3：

本实施例中，线激光发射器2的结构光平面与工业镜头5的中心轴线之间的夹角为30°，其余同实施例1。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光轮廓检测装置，其特征在于，该装置包括防护外壳(1)、设置在防护外壳(1)内的线激光发射器(2)以及设置在防护外壳(1)内并与线激光发射器(2)相适配的工业相机(3)，所述的装置还包括与防护外壳(1)的内部相连通的风冷循环系统。

2.根据权利要求1所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的防护外壳(1)的一端设有分别与线激光发射器(2)、工业相机(3)电连接的接线插头(4)。

3.根据权利要求2所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的防护外壳(1)的另一端设有端盖(8)。

4.根据权利要求3所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的端盖(8)处设有与线激光发射器(2)及工业相机(3)相适配的偏振片(9)。

5.根据权利要求1所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的工业相机(3)为高动态相机。

6.根据权利要求1所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的工业相机(3)上设有工业镜头(5)。

7.根据权利要求6所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的线激光发射器(2)的结构光平面与工业镜头(5)的中心轴线之间的夹角为15-30°。

8.根据权利要求6所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的工业镜头(5)上设有滤光片(6)。

9.根据权利要求1所述的一种激光轮廓检测装置，其特征在于，所述的风冷循环系统包括分别开设在防护外壳(1)上的空压机接口(7)、出气口。