CN113655679B - 一种消除激光焊接过程中灯影的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除激光焊接过程中灯影的方法，首先为CCD成像时所必需的照明光源选择指定光源，光源的选择有利于提高成像质量，避免焊接过程中产生的杂散光的干扰。随后，需要消除杂散光，在CCD成像光路中增设可调光阑，可调光阑可以连续调整中心开孔的大小，更容易使频谱面上部分频率分量通过，而挡住了其它频率分量，从而改变了像面上图像的频率成分。接着在CCD成像光路中的成像透镜上增加指定光源波长的增透膜层，增透膜层的设置，可有效保障CCD成像光路中仅可通过指定光源，无杂散光，进而消除内置光源成像灯珠阴影，保证激光焊接的过程中无灯影产生，提升成像质量。

Description

一种消除激光焊接过程中灯影的方法
【技术领域】
本发明涉及激光焊接领域，特别是涉及一种消除激光焊接过程中灯影的方法。
【背景技术】
在激光焊接领域中，通常会使用CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）成像来定位焊接位置，从而进行焊接轨迹编程。由于使用环境限制，如：由于焊接夹具空间限制，旁轴照明无法照射至成像物体表面；旁轴照明由于激光反射的原因，导致旁轴照明光源易损坏，难以维护。
目前市场倾向于使用将光源内置于激光焊接头成像光路中，但将光源内置进成像光路时，会导致成像画面有内置光源灯珠阴影产生，严重影响视觉效果，无法保证焊接效果。
【发明内容】
综上所述，本发明旨在解决上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），而提供一种消除激光焊接过程中灯影的方法。所述消除激光焊接过程中灯影的方法包括：选择指定光源作为照明光源；在CCD成像光路中增设可调光阑，以去除所述CCD成像光路中形成的杂散光；在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层。
本发明所提供的消除激光焊接过程中灯影的方法中，首先为CCD成像时所必需的照明光源选择指定光源，光源的选择有利于提高成像质量，避免焊接过程中产生的杂散光的干扰。随后，需要消除杂散光，照明光源本身经焊接表面反射之后在激光焊接头内部经光学系统之后影响成像质量的称之为杂散光，同时激光焊接本身会产生很多波段的光，也为杂散光。为去除所述CCD成像光路中形成的杂散光，在CCD成像光路中增设可调光阑，可调光阑可以连续调整中心开孔的大小，更容易使频谱面上部分频率分量通过，而挡住了其它频率分量，从而改变了像面上图像的频率成分。接着在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层，增透膜层的设置，可有效保障CCD成像光路中仅可通过指定光源，无杂散光，进而消除内置光源成像灯珠阴影，保证激光焊接的过程中无灯影产生，提升成像质量。
具体地，在使用可调光阑时，可以通过调节光阑大小改变入瞳光线的多少，从而调节CCD成像的明暗程度。
另外，本发明提供的上述技术方案中的消除激光焊接过程中灯影的方法还可以具有如下附加技术特征：
优选地，所述选择指定光源作为照明光源的步骤包括：选择多个材料的产品进行焊接测试；通过光谱仪进行分析所述多个材料的产品在进行焊接测试时得到的光束的波段，以获取所述波段最少的光；将所述波段最少的光作为所述指定光源。
在选择指定光源作为照明光源的过程中，包括以下多个步骤，首先选择多个材料的产品进行焊接测试，其次再通过光谱仪依次进行分析上述多个材料的产品在进行焊接测试时得到的光束的波段，以获取所述波段最少的光，并将该波段最少的光作为所述指定光源。
优选地，所述增透膜层对所述指定光源波长透过率大于等于99.5%。
在选择增透膜层时，需要使得增透膜层对指定光源波长透过率大于等于99.5%，保证指定光源更好的透过。
优选地，在所述在CCD成像光路中增设可调光阑的步骤之后，还包括：在所述CCD成像光路的前端设置滤光片，所述滤光片可使得所述指定光源相关波段的光束进入所述CCD成像光路。
在CCD成像光路中增设可调光阑后，为保证更好的消除杂散光，还需要在所述CCD成像光路的前端设置滤光片，所述滤光片可使得所述指定光源相关波段的光束进入所述CCD成像光路，同时对其他波段光束截止，从而提高成像质量，延长成像光源及CCD使用寿命。
优选地，在所述CCD成像光路中的成像反射镜的成像反射面上设置所述指定光源波长的高反膜层。所述高反膜层对所述指定光源波长反射率大于等于99.5%。
在所述CCD成像光路中的成像反射镜的成像反射面上设置所述指定光源波长的高反膜层，并且所述高反膜层对所述指定光源波长反射率大于等于99.5%，可进一步消除内置光源成像灯珠阴影。
优选地，所述CCD成像光路中的成像透镜依次设置为激光头保护窗片、激光聚焦镜、成像物镜、成像目镜。
优选地，所述可调光阑设置在所述成像物镜和所述成像目镜之间。
优选地，所述成像物镜包括依次设置的成像物镜双凹透镜和成像物镜双凸透镜。
优选地，所述成像目镜包括依次设置的成像目镜平凸透镜和成像目镜弯月透镜。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所产生的有益效果在于：本发明与传统技术的焊接方法比，本发明所提供的消除激光焊接过程中灯影的方法中，首先为CCD成像时所必需的照明光源选择指定光源，光源的选择有利于提高成像质量，避免焊接过程中产生的杂散光的干扰。在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层，增透膜层的设置，可有效保障CCD成像光路中仅可通过指定光源，无杂散光，进而消除内置光源成像灯珠阴影，保证激光焊接的过程中无灯影产生，提升成像质量
【附图说明】
图1是根据本发明一个实施例的消除激光焊接过程中灯影的方法的流程示意图。
图2是根据本发明又一个实施例的消除激光焊接过程中灯影的方法的流程示意图。
图3是根据本发明再一个实施例的消除激光焊接过程中灯影的方法的流程示意图。
图4是根据本发明再一个实施例的消除激光焊接过程中灯影的方法的流程示意图。
图5是根据本发明一个实施例的消除激光焊接过程中灯影的方法中的成像系统光路示意图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不会构成任何限制。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种消除激光焊接过程中灯影的方法，该方法包括：
S102；选择指定光源作为照明光源；
S104；在CCD成像光路中增设可调光阑，以去除所述CCD成像光路中形成的杂散光；
S106；在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层。
本发明所提供的消除激光焊接过程中灯影的方法中，首先为CCD成像时所必需的照明光源选择指定光源，光源的选择有利于提高成像质量，避免焊接过程中产生的杂散光的干扰。随后，需要消除杂散光，照明光源本身经焊接表面反射之后在激光焊接头内部经光学系统之后影响成像质量的称之为杂散光，同时激光焊接本身会产生很多波段的光，也为杂散光。为去除所述CCD成像光路中形成的杂散光，在CCD成像光路中增设可调光阑，可调光阑可以连续调整中心开孔的大小，更容易使频谱面上部分频率分量通过，而挡住了其它频率分量，从而改变了像面上图像的频率成分。接着在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层，增透膜层的设置，可有效保障CCD成像光路中仅可通过指定光源，无杂散光，进而消除内置光源成像灯珠阴影，保证激光焊接的过程中无灯影产生，提升成像质量。
具体地，在使用可调光阑时，可以通过调节光阑大小改变入瞳光线的多少，从而调节CCD成像的明暗程度。
如图2所示，本发明提供了一种消除激光焊接过程中灯影的方法，该方法包括：
S202；选择多个材料的产品进行焊接测试；
S204；通过光谱仪进行分析所述多个材料的产品在进行焊接测试时得到的光束的波段，以获取所述波段最少的光；
S206；将所述波段最少的光作为所述指定光源；
S208；在CCD成像光路中增设可调光阑，以去除所述CCD成像光路中形成的杂散光；
S210；在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层。
在选择指定光源作为照明光源的过程中，包括以下多个步骤，首先选择多个材料的产品进行焊接测试，其次再通过光谱仪依次进行分析上述多个材料的产品在进行焊接测试时得到的光束的波段，以获取所述波段最少的光，并将该波段最少的光作为所述指定光源。
优选地，所述增透膜层对所述指定光源波长透过率大于等于99.5%。
在选择增透膜层时，需要使得增透膜层对指定光源波长透过率大于等于99.5%，保证指定光源更好的透过。
如图3所示，本发明提供了一种消除激光焊接过程中灯影的方法，该方法包括：
S302；选择指定光源作为照明光源；
S304；在CCD成像光路中增设可调光阑，以去除所述CCD成像光路中形成的杂散光；
S306；在所述CCD成像光路的前端设置滤光片，所述滤光片可使得所述指定光源相关波段的光束进入所述CCD成像光路；
S308；在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层。
在CCD成像光路中增设可调光阑后，为保证更好的消除杂散光，还需要在所述CCD成像光路的前端设置滤光片，所述滤光片可使得所述指定光源相关波段的光束进入所述CCD成像光路，同时对其他波段光束截止，从而提高成像质量，延长成像光源及CCD使用寿命。
如图4所示，本发明提供了一种消除激光焊接过程中灯影的方法，该方法包括：
S402；选择多个材料的产品进行焊接测试；
S404；通过光谱仪进行分析所述多个材料的产品在进行焊接测试时得到的光束的波段，以获取所述波段最少的光；
S406；将所述波段最少的光作为所述指定光源；
S408；在CCD成像光路中增设可调光阑，以去除所述CCD成像光路中形成的杂散光；
S410；在所述CCD成像光路的前端设置滤光片，所述滤光片可使得所述指定光源相关波段的光束进入所述CCD成像光路；
S412；在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层。
在CCD成像光路中增设可调光阑后，为保证更好的消除杂散光，还需要在所述CCD成像光路的前端设置滤光片，所述滤光片可使得所述指定光源相关波段的光束进入所述CCD成像光路，同时对其他波段光束截止，从而提高成像质量，延长成像光源及CCD使用寿命。
优选地，在所述CCD成像光路中的成像反射镜的成像反射面上设置所述指定光源波长的高反膜层。所述高反膜层对所述指定光源波长反射率大于等于99.5%。
在所述CCD成像光路中的成像反射镜的成像反射面上设置所述指定光源波长的高反膜层，并且所述高反膜层对所述指定光源波长反射率大于等于99.5%，可进一步消除内置光源成像灯珠阴影。
优选地，所述CCD成像光路中的成像透镜依次设置为激光头保护窗片、激光聚焦镜、成像物镜、成像目镜。
优选地，所述可调光阑设置在所述成像物镜和所述成像目镜之间。
优选地，所述成像物镜包括依次设置的成像物镜双凹透镜和成像物镜双凸透镜。
优选地，所述成像目镜包括依次设置的成像目镜平凸透镜和成像目镜弯月透镜。
如图5所示为，根据本发明一个实施例的消除激光焊接过程中灯影的方法中的成像系统光路示意图。其中，成像光路由焊接面至传感器依次为激光头保护窗片2、激光聚焦镜4、成像物镜双凹透镜6、成像物镜双凸透镜8、可变光阑（可调光阑）10、成像目镜平凸透镜12、成像目镜弯月透镜14。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (9)

1.一种消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，所述消除激光焊接过程中灯影的方法包括：
选择指定光源作为照明光源；
在CCD成像光路中增设可调光阑，以去除所述CCD成像光路中形成的杂散光；
在使用可调光阑时，可以通过调节光阑大小改变入瞳光线的多少，从而调节CCD成像的明暗程度；
在所述CCD成像光路中的成像透镜上增加所述指定光源波长的增透膜层；
其中，所述选择指定光源作为照明光源的步骤包括：
选择多个材料的产品进行焊接测试；通过光谱仪进行分析所述多个材料的产品在进行焊接测试时得到的光束的波段，以获取所述波段最少的光；将所述波段最少的光作为所述指定光源。
2.根据权利要求1所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，所述增透膜层对所述指定光源波长透过率大于等于99.5%。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，在所述在CCD成像光路中增设可调光阑的步骤之后，还包括：在所述CCD成像光路的前端设置滤光片，所述滤光片可使得所述指定光源相关波段的光束进入所述CCD成像光路。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，在所述CCD成像光路中的成像反射镜的成像反射面上设置所述指定光源波长的高反膜层。
5.根据权利要求4所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，所述高反膜层对所述指定光源波长反射率大于等于99.5%。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，所述CCD成像光路中的成像透镜依次设置为激光头保护窗片、激光聚焦镜、成像物镜、成像目镜。
7.根据权利要求6所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，所述可调光阑设置在所述成像物镜和所述成像目镜之间。
8.根据权利要求6所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，所述成像物镜包括依次设置的成像物镜双凹透镜和成像物镜双凸透镜。
9.根据权利要求6所述的消除激光焊接过程中灯影的方法，其特征在于，所述成像目镜包括依次设置的成像目镜平凸透镜和成像目镜弯月透镜。
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