CN109211939A - 激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块及检测方法，装置包括反光镜、工业相机、壳体和处理器；检测时，反光镜能将激光焊的指示激光反射向工业相机；工业相机设置为接收入射光，得到检测图像；处理器通过判断检测图像的特征判断保护镜片是否需要更换；该技术方案还可做成集成在激光焊枪内的模块，不需要安装反光镜，直接由保护镜片将指示激光反射向工业相机；工业相机设置为接收入射光，得到检测图像；本发明提供的技术方案直接利用激光焊枪中的内部光路作为照明光，省去了外部光源的设计，还对工业相机的焦距、角度、工作距进行设计，使得相机视场能够覆盖保护镜片全部的待测区域，检测范围增加。
Description
技术领域
本发明涉及光学设计与视觉检测领域，具体涉及对一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块及检测方法。
背景技术
激光焊接与传统焊接技术相比，在焊接精度、效率、可靠性、自动化各方面都具有无可比拟的优越性，现今激光焊技术被广泛应用于生产制造业，特别是在精密加工制造中，如在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装的四大生产工艺中，焊装的车身质量牵涉车身的外观、质量及总装装配的难易程度，因此，焊装生产工艺在四大工艺中起承上启下的作用。
图1为激光焊枪结构示意图，激光焊枪内部为暗室封闭结构，内部光路为真空状态，为了防止外部粉尘、飞溅物进入焊枪内部，在焊接头处设置有保护镜片，在保护镜片前端设置有尺寸更小的透光孔。
激光焊枪内作业时的高温会产生“火花”飞溅，飞溅物会随机性地粘附在激光焊头内的保护镜片上，导致激光束的光路受阻，造成焊接质量的下降。针对此问题，现有方法是生产线下游的工人来进行人工检测，通过人工检查激光焊接头保护镜片的方法来预防因保护镜片缺陷而差生的焊接事故，但人工检测效率低下且不利于生产线的自动化，另一种解决方案是为了减小焊接工件的返修率，不惜花费成本，无论激光焊接头保护镜是否存在缺陷都定期更换其保护镜片，存在问题：1)周期性更换激光焊接头保护镜片的成本要比人工检查高。2)激光焊接头内部光路为真空状态，频繁地更换开箱更换保护镜片会使灰尘等杂质进入，进而影响激光在内部光路的传导性。
如何有效检测激光焊接过程中，保护镜片的实时状况成为亟待解决的问题，CN107643296A提供了一种同轴光照明的检测方法，如图2所示，该检测方法需要设置同轴光照射进保护镜片，相机采集照射区域，外接同轴光源增加了检测系统的复杂性，同时，测量视场受到保护镜片前端透光孔尺寸的限制，透光孔尺寸小，因此同轴光源的入射光投射到保护镜片的面积小于保护镜片的实际待检测区域，采用同轴光照明的检测方法无法实现对保护镜片的全部待检测区域的检测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块及检测方法；
技术方案如下：
一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置，其特征在于包括反光镜、工业相机、壳体和处理器；所述反光镜、工业相机安装在所述壳体内部，所述处理器安装在所述壳体内部或外部；
检测时，所述反光镜能将所述激光焊的指示激光反射向所述工业相机；
所述工业相机设置为接收入射光，得到检测图像；
所述反光镜与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为β，10°＜β＜80°，为了保证工业相机能够接采集到被反射后的指示激光光斑区域的完整图像，所述工业相机的光轴与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为2β；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点。
优选，30°＜β＜60°。
进一步，根据自适应可调节激光钎焊镜头-adaptive laser optic(ALO)的结构，本发明方案中，所述激光焊焊枪内部结构描述为：依次设置有激光器、准直扩束镜片组、聚焦镜片组和保护镜片；检测时的光路为：激光器发出指示激光，经准直扩束镜片组准直、聚焦镜片组聚焦，在保护镜片上形成光斑；
激光焊机内部光路中的激光束包含有肉眼不可见的红外激光、以及肉眼可见的指示激光，红外激光用于对焊接表面进行加热，所述指示激光用于提示工作人员激光焊接的位置点，当保护镜片存在的污点阻碍、遮挡红外激光光路时，将影响整个激光焊接的质量，因此红外激光投射在保护镜片上的光斑区域即为待测区域；根据激光焊枪内部光路设计，红外激光和指示激光投射在保护镜片上的光斑大小一致；保护镜片对红外激光具有高透性，而将指示激光的一部分光反射，一部分透射，该反射或透射的光将被作为保护镜片检测的照明光。
本方法利用激光焊接自带的指示激光作为照明光源，对保护镜片的缺陷情况进行视觉检测，无需外置光源且检测图像能够覆盖保护镜片被激光束照射的区域；
进一步，检测时，所述保护镜片与聚焦镜片组之间还设置有负透镜，所述负透镜的焦距f负按照下式进行计算：
其中：D3为指示激光经准直扩束镜片组后再聚焦镜上形成的光斑的直径；d3为所述聚光镜片组到负透镜之间的距离；f聚为所述聚焦镜片组的焦距；D增为人为预设的保护镜片上的待测区域的直径大小，保护镜片直径≥D增>D1。
进一步，还包括电机和调节机构，所述电机带动调节机构调节所述准直扩束镜片组、聚焦镜片组、保护镜片、负透镜的位置/角度。
当激光焊机的保护镜片位于检测位置时，控制器通过指令控制电机工作，将准直扩束镜、聚焦镜、保护镜片及负透镜分别调节为预设安装位置/角度，以扩大指示激光投射在保护镜片上的光斑直径。
下述本发明提供的另一种技术方案，无需设置反光镜，利用保护镜片直接对指示激光进行反射，该方案可集成在激光焊枪内部。
一种激光焊保护镜片的缺陷检测模块，包括设置于激光焊焊枪内的保护镜片和工业相机，以及设置于激光焊焊枪内部或外部的处理器；
所述激光焊保护镜片与指示激光的光轴的夹角为γ，10°＜γ＜80°；所述工业相机的光轴与指示激光的光轴的夹角为2γ；
所述激光焊保护镜片将指示激光反射向所述工业相机；所述工业相机设置为接收入射光，得到检测图像；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点。
优选，30°＜γ＜60°。
进一步，所述激光焊焊枪内部依次设置有激光器、准直扩束镜、聚焦镜和保护镜片；检测时的光路为：激光器发出指示激光，经准直扩束镜准直、聚焦镜聚焦，在保护镜片上形成光斑；
其特征在于：检测时，所述保护镜片与聚焦镜之间还设置有负透镜，所述负透镜的焦距f负按照下式进行计算：
其中：D3为指示激光经准直扩束镜片组后再聚焦镜上形成的光斑的直径；d3为所述聚光镜片组到负透镜之间的距离；f聚为所述聚焦镜片组的焦距；D增为人为预设的保护镜片上的待测区域的直径大小，保护镜片直径≥D增>D1。
进一步，还包括电机和调节机构，所述电机带动调节机构调节所述准直扩束镜片组、聚焦镜片组、保护镜片、负透镜的位置/角度。
当激光焊的保护镜片位于检测位置时，控制器通过指令控制电机工作，将准直扩束镜、聚焦镜、保护镜片及负透镜分别调节为预设安装位置/角度，以扩大指示激光投射在保护镜片上的光斑直径。
利用上述两种检测形式，本发明还包括：一种激光焊保护镜片的缺陷检测方法，包括如下步骤：
1)激光焊的指示激光经准直扩束镜片组准直、聚焦镜片组聚焦，然后部分透过保护镜片，部分由保护镜片反射，指示激光在所述保护镜片上形成光斑；
2)所述保护镜片的透过光通过反光镜反射后被工业相机捕获，成像，得到检测图像；
所述反光镜与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为β，10°＜β＜80°，所述工业相机的光轴与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为2β；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点；
或者，所述保护镜片的反射光被工业相机捕获，成像，得到检测图像；
所述激光焊保护镜片与指示激光的光轴的夹角为γ，10°＜γ＜80°；所述工业相机的光轴与指示激光的光轴的夹角为2γ；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点。
优选，30°＜β＜60°，30°＜γ＜60°。
本发明提供的技术方案具有以下优点：
1)结合激光焊接工业现场环境以及焊枪的本身结构光路，直接利用激光焊枪中的内部光路作为保护镜片待测区域检测的照明光，省去了外部光源的设计、安装，使用便捷；
2)设计相机的焦距、角度、工作距，使得相机视场能够覆盖保护镜片的全部待测区域，通过处理器进行图像分析，实现对保护镜片的自动化检测，可实施性强，相比于现有技术检测范围增加，并且可以实现对保护镜片全区域的检测。
附图说明
图1为激光焊枪结构示意图；
图2为现有技术方案结构示意图；
图3为本发明实施例1结构示意图；
图4为本发明实施例2结构示意图；
图5为本发明实施例3结构示意图；
图6为本发明实施例4结构示意图；
图7为本发明实施例5结构示意图。
图中：11激光器、12准直扩束镜片组、13聚焦镜片组、14保护镜片、15反射镜、16工业相机、17透光孔、18送焊丝机构、19焊接平面、20负透镜、21处理器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
如图3所示，一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置，其特征在于包括反光镜15、工业相机16、壳体和处理器；反光镜15、工业相机16安装在壳体内部，处理器21安装在壳体外部；
激光焊焊枪内部依次设置有激光器11、准直扩束镜片组12、聚焦镜片组13和保护镜片14；检测时的光路为：激光器11发出指示激光，经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，在保护镜片14上形成光斑；
检测时，反光镜15能将激光焊的指示激光反射向工业相机16；
工业相机16设置为接收入射光，得到检测图像；
本实施例中，反光镜15与指示激光穿过保护镜片14后的光轴的夹角为β＝45°，工业相机的光轴与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为2β＝90°；
工业相机16的镜头焦距为其中，D2为工业相机16的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片14上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片14到焊接点的距离；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片14的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器根据检测图像进行计算，判断保护镜片上是否存在坏点。
本实施例的检测步骤如下：
1)激光焊的指示激光经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，然后部分透过保护镜片14，部分由保护镜片14反射，指示激光在保护镜片上形成光斑；
2)保护镜片14的透过光通过反光镜15反射后被工业相机16捕获，成像，得到检测图像；
3)工业相机16将采集到的检测图像传输给处理器21，处理器21对检测图像进行图像处理，分析检测图像中是否存在污点，当保护镜片正常时，对指示激光的透过率高，整个图像亮度高；当保护镜片上有污染物或裂痕时，污染区域对指示激光起到遮挡作用，则保护镜片上污染区域对应的图像亮度低，判断此时的检测图像异常，需要更换。
实施例2
如图4所示，本实施例在实施例1的结构上增加负透镜20；
具体为：一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置，包括反光镜15、工业相机16、壳体和处理器21；反光镜15、工业相机16安装在壳体内部，处理器21安装在壳体外部；
在保护镜片与聚焦镜片组之间还设置有负透镜，负透镜的焦距f负按照下式进行计算：
其中：D3为指示激光经准直扩束镜片组后再聚焦镜上形成的光斑的直径；d3为聚光镜片组到负透镜之间的距离；f聚为聚焦镜片组的焦距；D增为人为预设的保护镜片上的待测区域的直径大小，保护镜片直径≥D增>D1。
激光焊焊枪内部依次设置有激光器11、准直扩束镜片组12、聚焦镜片组13负透镜20和保护镜片14；检测时的光路为：激光器11发出指示激光，经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，负透镜20增加光斑面积，在保护镜片14上形成光斑；
检测时，反光镜15能将激光焊的指示激光反射向工业相机16；
工业相机16设置为接收入射光，得到检测图像；
本实施例中，反光镜15与指示激光穿过保护镜片14后的光轴的夹角为β＝45°，工业相机的光轴与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为2β＝90°；
工业相机16的镜头焦距为其中，D2为工业相机16的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片14上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，d1是保护镜片14到焊接点的距离；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片14的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器根据检测图像进行计算，判断保护镜片上是否存在坏点。
实施例3
如图5所示，本实施例中无需设置反光镜，利用保护镜片直接对指示激光进行反射；
具体如下：
一种激光焊保护镜片的缺陷检测模块，包括设置于激光焊焊枪内的保护镜片14和工业相机16，以及设置于激光焊焊枪外部的处理器21；
激光焊焊枪内部依次设置有激光器11、准直扩束镜片组12、聚焦镜片组13和保护镜片14；检测时的光路为：激光器11发出指示激光，经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，在保护镜片14上形成光斑；
激光焊保护镜片14与指示激光的光轴的夹角为γ＝30°；工业相机16的光轴与指示激光的光轴的夹角为2γ＝60°；
激光焊保护镜片14将指示激光反射向工业相机16；工业相机16设置为接收入射光，得到检测图像；
工业相机16的镜头焦距为其中，D2为工业相机16的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片14上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片14到焊接点的距离；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片14的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器根据检测图像进行计算，判断保护镜片14上是否存在坏点。
本实施例的检测步骤如下：
激光焊的指示激光经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，然后部分透过保护镜片14，部分由保护镜片14反射，指示激光在保护镜片上形成光斑；
保护镜片14的反射光被工业相机捕获，成像，得到检测图像；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器根据检测图像进行计算，判断保护镜片14上是否存在坏点。
实施例4
如图6所示，本实施例中，激光焊保护镜片14与指示激光的光轴的夹角为γ＝60°；工业相机16的光轴与指示激光的光轴的夹角为2γ＝120°；
具体为：
一种激光焊保护镜片的缺陷检测模块，包括设置于激光焊焊枪内的保护镜片14和工业相机16，以及设置于激光焊焊枪外部的处理器21；
激光焊焊枪内部依次设置有激光器11、准直扩束镜片组12、聚焦镜片组13和保护镜片14；检测时的光路为：激光器11发出指示激光，经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，在保护镜片14上形成光斑；
激光焊保护镜片14将指示激光反射向工业相机16；工业相机16设置为接收入射光，得到检测图像；
工业相机16的镜头焦距为其中，D2为工业相机16的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片14上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片14到焊接点的距离；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片14的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器根据检测图像进行计算，判断保护镜片14上是否存在坏点。
本实施例的检测步骤如下：
激光焊的指示激光经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，然后部分透过保护镜片14，部分由保护镜片14反射，指示激光在保护镜片14上形成有光斑；
保护镜片14的反射光被工业相机16捕获，成像，得到检测图像；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器21根据检测图像进行计算，判断保护镜片上是否存在坏点。
实施例5
如图7所示，本实施例中，激光焊保护镜片14与指示激光的光轴的夹角为γ＝45°；工业相机16的光轴与指示激光的光轴的夹角为2γ＝90°；并在保护镜片与聚焦镜片组之间还设置有负透镜；
具体方案如下：
一种激光焊保护镜片的缺陷检测模块，包括设置于激光焊焊枪内的保护镜片14和工业相机16，以及设置于激光焊焊枪外部的处理器21；
并在保护镜片与聚焦镜片组之间还设置有负透镜；
负透镜的焦距f负按照下式进行计算：
其中：D3为指示激光经准直扩束镜片组后在聚焦镜上形成的光斑的直径；d3为聚光镜片组到负透镜之间的距离；f聚为聚焦镜片组的焦距；D增为人为预设的保护镜片上的待测区域的直径大小，保护镜片直径≥D增>保护镜片上形成光斑的直径。
进一步，还可以增加电机和调节机构，电机带动调节机构调节准直扩束镜片组、聚焦镜片组、保护镜片、负透镜的位置/角度。
当激光焊的保护镜片位于检测位置时，控制器通过指令控制电机工作，将准直扩束镜、聚焦镜、保护镜片及负透镜分别调节为预设安装位置/角度，以扩大指示激光投射在保护镜片上的光斑直径。
检测时的光路为：激光器11发出指示激光，经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，负透镜20增加光斑面积，在保护镜片14上形成光斑；
激光焊保护镜片14将指示激光反射向工业相机16；工业相机16设置为接收入射光，得到检测图像；
工业相机16的镜头焦距为其中，D2为工业相机16的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片14上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，，d1是保护镜片14到焊接点的距离；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片14的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器根据检测图像进行计算，判断保护镜片14上是否存在坏点。
本实施例的检测步骤如下：
激光焊的指示激光经准直扩束镜片组12准直、聚焦镜片组13聚焦，负透镜20增加光斑面积，然后部分透过保护镜片14，部分由保护镜片14反射，指示激光在保护镜片上形成有光斑；
保护镜片14的反射光被工业相机16捕获，成像，得到检测图像；
检测时，工业相机16的镜头到保护镜片14的距离为
工业相机16与处理器21相互通讯，将采集到的检测图像传输至处理器21；处理器21根据检测图像进行计算，判断保护镜片上是否存在坏点。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
Claims (10)
1.一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置，其特征在于包括反光镜、工业相机、壳体和处理器；所述反光镜、工业相机安装在所述壳体内部，所述处理器安装在所述壳体内部或外部；
其特征在于：检测时，所述反光镜能将激光焊的指示激光反射向所述工业相机；
所述工业相机设置为接收入射光，得到检测图像；
所述反光镜与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为β，10°＜β＜80°，所述工业相机的光轴与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为2β；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点。
2.如权利要求1所述缺陷检测装置，其特征在于：30°＜β＜60°。
3.如权利要求1或2所述缺陷检测装置，所述激光焊焊枪内部依次设置有激光器、准直扩束镜片组、聚焦镜片组和保护镜片；检测时的光路为：激光器发出指示激光，经准直扩束镜片组准直、聚焦镜片组聚焦，在保护镜片上形成光斑；
其特征在于：检测时，所述保护镜片与聚焦镜片组之间还设置有负透镜，所述负透镜的焦距f负按照下式进行计算：
其中：D3为指示激光经准直扩束镜片组后再聚焦镜上形成的光斑的直径；d3为所述聚光镜片组到负透镜之间的距离；f聚为所述聚焦镜片组的焦距；D增为人为预设的保护镜片上的待测区域的直径大小，保护镜片直径≥D增>D1。
4.如权利要求3所述缺陷检测装置，其特征在于：还包括电机和调节机构，所述电机带动调节机构调节所述准直扩束镜片组、聚焦镜片组、保护镜片、负透镜的位置/角度。
5.一种激光焊保护镜片的缺陷检测模块，包括设置于激光焊焊枪内的保护镜片和工业相机，以及设置于激光焊机焊枪内部或外部的处理器；
其特征在于：所述激光焊保护镜片与指示激光的光轴的夹角为γ，10°＜γ＜80°；所述工业相机的光轴与指示激光的光轴的夹角为2γ；
所述激光焊保护镜片将指示激光反射向所述工业相机；所述工业相机设置为接收入射光，得到检测图像；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点。
6.如权利要求5所述缺陷检测模块，其特征在于：30°＜γ＜60°。
7.如权利要求5或6所述缺陷检测模块，其特征在于：所述激光焊焊枪内部依次设置有激光器、准直扩束镜、聚焦镜和保护镜片；检测时的光路为：激光器发出指示激光，经准直扩束镜准直、聚焦镜聚焦，在保护镜片上形成光斑；
其特征在于：检测时，所述保护镜片与聚焦镜之间还设置有负透镜，所述负透镜的焦距f负按照下式进行计算：
其中：D3为指示激光经准直扩束镜片组后再聚焦镜上形成的光斑的直径；d3为所述聚光镜片组到负透镜之间的距离；f聚为所述聚焦镜片组的焦距；D增为人为预设的保护镜片上的待测区域的直径大小，保护镜片直径≥D增>D1。
8.如权利要求7所述缺陷检测模块，其特征在于：还包括电机和调节机构，所述电机带动调节机构调节所述准直扩束镜片组、聚焦镜片组、保护镜片、负透镜的位置/角度。
9.一种激光焊保护镜片的缺陷检测方法，其特征在于包括如下步骤：
1)激光焊的指示激光经准直扩束镜片组准直、聚焦镜片组聚焦，然后部分透过保护镜片，部分由保护镜片反射，指示激光在所述保护镜片上形成有光斑；
2)所述保护镜片的透过光通过反光镜反射后被工业相机捕获，成像，得到检测图像；
所述反光镜与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为β，10°＜β＜80°，所述工业相机的光轴与指示激光穿过保护镜片后的光轴的夹角为2β；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点；
或者，
所述保护镜片的反射光被工业相机捕获，成像，得到检测图像；
所述激光焊保护镜片与指示激光的光轴的夹角为γ，10°＜γ＜80°；所述工业相机的光轴与指示激光的光轴的夹角为2γ；
所述工业相机的镜头焦距为其中，D2为所述工业相机的靶面的短边的长度，θ1为指示激光在保护镜片上形成光斑的边缘处的点所对应出射光与指示激光光轴方向的夹角，D1为指示激光投射在保护镜片上的光斑区域的直径，d1是保护镜片到焊接点的距离；
检测时，所述工业相机的镜头到保护镜片的距离为
所述工业相机与处理器相互通讯，将采集到的检测图像传输至所述处理器；所述处理器根据检测图像进行计算，判断所述保护镜片上是否存在坏点。
10.如权利要求9所述缺陷检测方法，其特征在于：30°＜β＜60°，30°＜γ＜60°。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110044849A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-23 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 半封闭腔体内部缺陷检测装置 |
| CN110514410A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-29 | 奔腾楚天激光（武汉）有限公司 | 一种光纤激光切割机快速判断保护镜片质量的工艺方法 |
| CN110530884A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-03 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 激光焊保护镜片缺陷检测装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001076379A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-23 | Toshiba Corp | 検査装置 |
| CN101774089A (zh) * | 2009-12-25 | 2010-07-14 | 武汉凌云光电科技有限责任公司 | 同轴测温成像的激光聚焦系统 |
| RU2405136C1 (ru) * | 2009-08-14 | 2010-11-27 | Виктор Яковлевич Маклашевский | Рентгенооптический эндоскоп |
| US8643833B1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-02-04 | National Applied Research Laboratories | System for inspecting surface defects of a specimen and a method thereof |
| CN107631699A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-26 | 中北大学 | 基于网格结构激光的焊缝三维形貌构建方法 |
| CN107643296A (zh) * | 2017-07-21 | 2018-01-30 | 易思维（天津）科技有限公司 | 用于汽车生产线上激光焊保护镜片的缺陷检测方法和装置 |
| CN107860776A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-30 | 佛山科学技术学院 | 一种镜片缺陷检测装置及方法 |
| CN209327241U (zh) * | 2018-11-26 | 2019-08-30 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块 |
-
2018
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001076379A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-23 | Toshiba Corp | 検査装置 |
| RU2405136C1 (ru) * | 2009-08-14 | 2010-11-27 | Виктор Яковлевич Маклашевский | Рентгенооптический эндоскоп |
| CN101774089A (zh) * | 2009-12-25 | 2010-07-14 | 武汉凌云光电科技有限责任公司 | 同轴测温成像的激光聚焦系统 |
| US8643833B1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-02-04 | National Applied Research Laboratories | System for inspecting surface defects of a specimen and a method thereof |
| CN107643296A (zh) * | 2017-07-21 | 2018-01-30 | 易思维（天津）科技有限公司 | 用于汽车生产线上激光焊保护镜片的缺陷检测方法和装置 |
| CN107631699A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-26 | 中北大学 | 基于网格结构激光的焊缝三维形貌构建方法 |
| CN107860776A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-30 | 佛山科学技术学院 | 一种镜片缺陷检测装置及方法 |
| CN209327241U (zh) * | 2018-11-26 | 2019-08-30 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110044849A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-23 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 半封闭腔体内部缺陷检测装置 |
| CN110044849B (zh) * | 2019-05-24 | 2021-08-17 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 半封闭腔体内部缺陷检测装置 |
| CN110514410A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-29 | 奔腾楚天激光（武汉）有限公司 | 一种光纤激光切割机快速判断保护镜片质量的工艺方法 |
| CN110530884A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-03 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 激光焊保护镜片缺陷检测装置 |
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