CN206056503U - 一种点光源扫描焊缝的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种点光源扫描焊缝的检测装置，包括固定于测试面的机架、用于安装焊件(8)的台面(2)、连接于所述机架底座(4)与所述台面(2)之间且能够驱动所述台面(2)沿第一方向和第二方向运动的运动平台(3)，所述第一方向和所述第二方向之间具有设定角度；还包括安装于所述台面(2)上方的激光发射源、相机和激光位移传感器(7)，所述激光发射源用于向所述焊件(8)焊缝的预设点发射点激光，所述相机用于获取所述点激光的反射光，所述激光位移传感器(7)用于测量并获取所述预设点与所述激光位移传感器(7)的相对距离。该点光源扫描焊缝的检测装置有效地实现了对焊缝成形状况的自动检测。

Description

一种点光源扫描焊缝的检测装置

技术领域

本实用新型涉及焊缝检测技术领域，特别是涉及一种点光源扫描焊缝的检测装置。

背景技术

焊接过程中的质量检测非常重要，目前对焊缝的质量检测主要包括焊缝外观形状和表面缺陷检测、焊缝内部缺陷检测、焊缝各种性能检测等方面。焊缝内部缺陷的检测主要采用射线、超声波探伤等无损检测装置实现。焊缝各种性能检测包括力学性能、腐蚀性能等的检测。而焊缝外观形状和表面缺陷检测应用最广，基本所有的工业焊缝都要进行外观和表面缺陷检测。除了内部检测要求外，均需要进行严格的焊缝外观形状和表面缺陷检测。焊缝表面缺陷检测主要由目测识别、磁粉探伤、渗透检测及简单测量来实现。目测法依靠工人经验对焊缝成形状况作出评判；磁粉检测是利用磁的特性，在缺陷处有漏磁场产生，与表面涂有的磁粉相互作用，磁力线的分布发生改变，而显示出表面缺陷的检测。渗透检测是以植物具有的毛细吸收作用原理为原理用来检测试件表面是否存在缺陷的一种无损检测。焊缝测量尺可以测量对接焊缝的宽度、高度，角焊缝的角度等参数。

但是，超声波检测对操作人员的要求较高，区别不同种类的焊接缺陷有一定的难度且需要耦合剂，且难以直观成像；射线检测检测成本高，检测设备较大，产生的射线辐射对人体伤害极大；采用测量器具焊缝尺寸测量尺对对接焊缝的宽度、高度，角焊缝的焊角尺寸等进行测量，其科学性、精确性都受到检验人员主观因素的影响；应用磁粉探伤和渗透检测法则只能对焊缝表面开口缺陷定性检出，难以量化评价；目测法很难满足快速、准确检测的工业要求，对于一些较小的缺陷，还往往会由于测量人员的观察不仔细造成漏检。

综上所述，如何有效地实现对焊缝成形状况的自动检测，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种点光源扫描焊缝的检测装置，该点光源扫描焊缝的检测装置有效地实现了对焊缝成形状况的自动检测。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种点光源扫描焊缝的检测装置，包括固定于测试面的机架、用于安装焊件的台面、连接于所述机架底座与所述台面之间且能够驱动所述台面沿第一方向和第二方向运动的运动平台，所述第一方向和所述第二方向之间具有设定角度；还包括安装于所述台面上方的激光发射源、相机和激光位移传感器，所述激光发射源用于向所述焊件焊缝的预设点发射点激光，所述相机用于获取所述点激光的反射光，所述激光位移传感器用于测量并获取所述预设点与所述激光位移传感器的相对距离。

优选地，所述运动平台包括安装于所述底座上沿所述第一方向设置的第一导轨和安装于所述第一导轨上沿所述第二方向设置的第二导轨。

优选地，所述第一方向与所述第二方向垂直。

优选地，所述第一方向沿X方向，所述第二方向沿Y方向。

优选地，所述机架还包括安装于所述底座上的龙门架，所述激光发射源、所述相机和所述激光位移传感器固定于所述龙门架上。

优选地，所述激光发射源、所述相机和所述激光位移传感器通过可上下移动的移动平台安装于所述龙门架上，所述激光发射源、所述相机和所述激光位移传感器通过夹具固定于所述移动平台。

优选地，所述移动平台可通过手动控制或者电机控制。

优选地，所述激光位移传感器包括所述激光发射源和所述相机，所述激光发射源为半导体激光发射源，所述相机为CMOS相机。

优选地，所述激光位移传感器与计算机控制器连接。

本实用新型所提供的点光源扫描焊缝的检测装置，包括机架、台面、运动平台、激光发射源、相机和激光位移传感器，机架固定于测试面，台面用于安装焊件，运动平台连接于机架底座与台面之间，将机架与台面连接起来，运动平台能够驱动台面沿第一方向和第二方向运动，以此驱动焊件沿第一方向和第二方向运动。激光发射源、相机和激光位移传感器安装于台面上方，激光发射源用于向焊件焊缝的预设点发射点激光，比如向焊缝处打出一个点激光。相机用于获取点激光的反射光，比如用三角测量的方法得到该预设点与位移传感器的相对距离。激光位移传感器用于测量并获取预设点与激光位移传感器的相对距离。第一方向和第二方向之间具有设定角度，具体大小可以根据实际应用情况而定，可以得到第一方向和第二方向围成的焊缝区域，获取焊缝区域每个检测点与激光位移传感器的相对距离，得到整条焊缝成型轮廓的三维信号，通过该三维信号三维重建后计算出焊缝的外形参数，进而结合相应算法准确检测各种焊缝成形状况，利用外形参数生成相应的特征信号。在相应位置若采集到代表某类焊缝状况的特征信号，则计算机可记录该处焊缝的坐标。结合模式识别算法，确定焊缝成形的详细参数，完成焊缝外形参数测量和焊缝成形自动识别，从而实现了基于激光视觉的焊缝成型自动检测。

本实用新型所提供的点光源扫描焊缝的检测装置，采集不同位置和不同结构的焊缝，进而结合相应焊接工艺及相应算法准确测量和识别各种焊缝成形状况，实现焊接成形的自动检测，针对检测过程中获取的焊缝外形三维参数，完成焊缝尺寸测量、焊缝成型检测等。该点光源扫描焊缝的检测装置与超声波检测装置与射线检测装置相比，可以实现焊缝表面成形检测；与磁粉、渗透检测装置相比较，可以实现焊缝表面的三维重建；与目测及简单测量装置相比，可实现自动化检测，能节省大量人力成本，智能环保、适用范围广、成像信号精准，非常适合焊接成形、焊接缺陷的自动化检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的点光源扫描焊缝的检测装置的结构示意图。

附图中标记如下：

1-龙门架、2-台面、3-运动平台、4-底座、5-夹具、6-移动平台、7-激光位移传感器、8-焊件。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种点光源扫描焊缝的检测装置，该点光源扫描焊缝的检测装置有效地实现了对焊缝成形状况的自动检测。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的点光源扫描焊缝的检测装置的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的点光源扫描焊缝的检测装置，包括机架、台面2、运动平台3、激光发射源、相机和激光位移传感器7，机架固定于测试面，台面2用于安装焊件8，运动平台3连接于机架底座4与台面2之间，将机架与台面2连接起来，运动平台3能够驱动台面2沿第一方向和第二方向运动，以此驱动焊件8沿第一方向和第二方向运动。激光发射源、相机和激光位移传感器7安装于台面2上方，激光发射源用于向焊件8焊缝的预设点发射点激光，比如向焊缝处打出一个点激光。相机用于获取点激光的反射光，比如用三角测量的方法得到该预设点与位移传感器的相对距离。激光位移传感器7用于测量并获取预设点与激光位移传感器7的相对距离。第一方向和第二方向之间具有设定角度，具体大小可以根据实际应用情况而定，可以得到第一方向和第二方向围成的焊缝区域，获取焊缝区域每个检测点与激光位移传感器7的相对距离，得到整条焊缝成型轮廓的三维信号，通过该三维信号三维重建后计算出焊缝的外形参数，进而结合相应算法准确检测各种焊缝成形状况，利用外形参数生成相应的特征信号。在相应位置若采集到代表某类焊缝状况的特征信号，则计算机可记录该处焊缝的坐标。结合模式识别算法，确定焊缝成形的详细参数，完成焊缝外形参数测量和焊缝成形自动识别，从而实现了基于激光视觉的焊缝成型自动检测。

本实用新型所提供的点光源扫描焊缝的检测装置，采集不同位置和不同结构的焊缝，进而结合相应焊接工艺及相应算法准确测量和识别各种焊缝成形状况，实现焊接成形的自动检测，针对检测过程中获取的焊缝外形三维参数，完成焊缝尺寸测量、焊缝成型检测等。该点光源扫描焊缝的检测装置与超声波检测装置与射线检测装置相比，可以实现焊缝表面成形检测；与磁粉、渗透检测装置相比较，可以实现焊缝表面的三维重建；与目测及简单测量装置相比，可实现自动化检测，能节省大量人力成本，智能环保、适用范围广、成像信号精准，非常适合焊接成形、焊接缺陷的自动化检测。

上述点光源扫描焊缝的检测装置仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，运动平台3包括第一导轨和第二导轨，第一导轨安装于底座4上，沿第一方向设置；第二导轨安装于第一导轨上，沿第二方向设置，从而可以实现既能驱动台面2沿第一方向运动，又能驱动台面2沿第二方向运动，结构简单，制作加工方便，易于驱动控制。第一导轨和第二导轨上可以有刻度尺，可以实现任意位置调节，并且调节精度较高。

在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，第一方向与第二方向垂直，也就是说第一导轨和第二导轨相垂直，便于加工，结构简单。优选地，第一方向沿X方向，第二方向沿Y方向，测量区域较易确定，每个检测点的坐标位置可以通过X轴和Y轴的坐标确定，测量距离较简单，操作简单，检测点较为规整，易于成形检测。

本实用新型所提供的点光源扫描焊缝的检测装置，在其它部件不改变的情况下，机架还包括安装于底座4上的龙门架1，激光发射源、相机和激光位移传感器7固定于龙门架1上，便于固定，结构简单。优选地，激光发射源、相机和激光位移传感器7通过移动平台6安装于龙门架1上，移动平台6可上下移动，从而可以调整激光发射源、相机和激光位移传感器7与焊件8的距离，确定激光位移传感器7的高度，具体高度可以根据具体使用情况的不同自行设定，以此保证激光位移传感器7处于合适的高度，可以更好地获取每个检测点与激光位移传感器7的相对距离，测量效果较好。激光发射源、相机和激光位移传感器7通过夹具5固定于移动平台6，通过夹具5固定较为牢固，并且方便拆卸、更换。移动平台6可通过手动控制，可以根据需要手动调节；也可以通过其他所有的方式，比如电机控制，较为省力，控制较为精确。

显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，激光位移传感器7包括激光发射源和相机，激光发射源为半导体激光发射源，通过半导体激光发射源向焊件8焊缝的预设点发射点激光，相机为CMOS相机，通过CMOS相机获取点激光的反射光，结构简单，易于操作，功能强大。

需要特别指出的是，本实用新型所提供的点光源扫描焊缝的检测装置不应被限制于此种情形，激光位移传感器7与计算机控制器连接，通过计算机控制器控制将激光视觉传感器移动到相应位置，结合两个方向移动工件，拟合得到焊缝成形的三维信息。计算机控制器通过该三维信息三维重建后获取焊缝外形参数，进而结合相应算法准确检测各种焊缝成形状况，实现自动化检测。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，包括固定于测试面的机架、用于安装焊件(8)的台面(2)、连接于所述机架底座(4)与所述台面(2)之间且能够驱动所述台面(2)沿第一方向和第二方向运动的运动平台(3)，所述第一方向和所述第二方向之间具有设定角度；还包括安装于所述台面(2)上方的激光发射源、相机和激光位移传感器(7)，所述激光发射源用于向所述焊件(8)焊缝的预设点发射点激光，所述相机用于获取所述点激光的反射光，所述激光位移传感器(7)用于测量并获取所述预设点与所述激光位移传感器(7)的相对距离。

2.根据权利要求1所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述运动平台(3)包括安装于所述底座(4)上沿所述第一方向设置的第一导轨和安装于所述第一导轨上沿所述第二方向设置的第二导轨。

3.根据权利要求2所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

4.根据权利要求3所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述第一方向沿X方向，所述第二方向沿Y方向。

5.根据权利要求1-4任一项所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述机架还包括安装于所述底座(4)上的龙门架(1)，所述激光发射源、所述相机和所述激光位移传感器(7)固定于所述龙门架(1)上。

6.根据权利要求5所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述激光发射源、所述相机和所述激光位移传感器(7)通过可上下移动的移动平台(6)安装于所述龙门架(1)上，所述激光发射源、所述相机和所述激光位移传感器(7)通过夹具(5)固定于所述移动平台(6)。

7.根据权利要求6所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述移动平台(6)可通过手动控制或者电机控制。

8.根据权利要求5所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述激光位移传感器(7)包括所述激光发射源和所述相机，所述激光发射源为半导体激光发射源，所述相机为CMOS相机。

9.根据权利要求5所述的点光源扫描焊缝的检测装置，其特征在于，所述激光位移传感器(7)与计算机控制器连接。