CN215415114U - 激光焊接焊缝检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光焊接焊缝检测系统，其包括：主控制器；检测控制器，其用于根据所述检测控制信号产生检测信号并发送；检测单元，其用于接收所述检测信号，且根据所述检测信号运动到检测位点，并在接收主控制器发送的检测许可信号后获取待检测工件上的焊缝图像信息；图像处理单元，其用于实时接收所述焊缝图像信息，并对图像中的焊缝进行质量分析，及存储质量分析结果；追溯单元，其连接用于接收主控制器发送的分析结果和/或与所述分析结果一一对应的待检测工件信息并存储；以及显示单元，其连接所述追溯单元，用于显示并输出分析结果。本实用新型可以实现激光焊接焊缝的在线自主检测，并且可对检测信息、处理结果进行追溯，由此可大幅提高焊接质量检测效率。

Description

激光焊接焊缝检测系统

技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，具体为一种激光焊接焊缝检测系统。

背景技术

激光焊接(如激光钎焊技术等)具有焊接速度快、热输入低、焊接变形小、焊缝成形美观等优点，由此在汽车制造等领域得以广泛应用。

但激光焊接中会出现气孔、塌陷、锯齿边等质量缺陷，为应对此类质量缺陷，现有的处理方式是安排操作人员进行人工识别检查，然后进行二次打磨抛光，对于严重缺陷则再进行补胶、TIG焊等处理。该种人工识别质量缺陷的方式处理效率低下，存在漏检风险，无法应对大规模生产的需求，而且对于焊接质量缺陷的处理信息不可追溯，无法进行高效管理。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种激光焊接焊缝检测系统，其可以实现激光焊接焊缝的在线自主检测，并且可对检测信息、处理结果进行追溯，由此可大幅提高焊接质量检测效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

提供了一种激光焊接焊缝检测系统，其包括：

主控制器，其用于在待检测工件到达检测位点时产生检测控制信号；

检测控制器，其连接所述主控制器，用于接收所述检测控制信号，并根据所述检测控制信号产生检测信号并发送；

检测单元，其连接所述检测控制器，用于接收所述检测信号，且根据所述检测信号运动到检测位点，并在接收主控制器发送的检测许可信号后获取检测位点的待检测工件上的焊缝图像信息；

图像处理单元，其连接所述检测单元，用于实时接收所述焊缝图像信息，并对图像中的焊缝进行质量分析，并存储质量分析结果，以及将分析结果发送至所述主控制器；

追溯单元，其连接所述主控制器，其用于接收主控制器发送的分析结果和/或与所述分析结果一一对应的待检测工件信息并存储；

以及显示单元，其连接所述追溯单元，用于显示并输出分析结果。

优选的，所述检测单元包括：机器人，以及连接所述机器人的图像扫描设备，其用于对待检测工件上的焊缝进行扫描，并获取待检测工件上的焊缝图像信息。

优选的，扫描时，所述图像扫描设备与焊缝轴向的夹角θ1为65-80°、与工件表面的夹角θ2为70-80°。

优选的，扫描时，所述图像扫描设备以大于或等于30kHZ的扫描频率对焊缝进行扫描。

优选的，所述检测单元对待检测工件上的焊缝进行N次、分段扫描，且每次扫描均对应获取部分焊缝的图像。

优选的，所述图像处理单元实时接收每次扫描获取的部分焊缝的图像信息，并对部分焊缝图像中的焊缝进行质量分析，并存储质量分析结果，以及将分析结果发送至所述主控制器。

优选的，所述检测单元完成扫描时发送扫描完成信号给主控制器，主控制器发送检测结束信号给图像处理单元和/或检测单元，以停止图像处理单元和/或检测单元的运行。

优选的，所述主控制器与检测控制器、追溯单元、图像处理单元中的一项或几项通过以太网进行连接；所述检测单元和图像处理单元、检测控制器中的一项或几项通过以太网进行连接。

优选的，所述追溯单元和显示单元之间通过HDMI连接。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型可以实现焊接焊缝的高效且完整的在线自主检测，并且检测分析结果与待检测工件信息(如车身型号)一一对应，由此便于对检测信息、处理结果进行追溯，由此可大幅提高焊接质量检测效率。

附图说明

图1为实施例1中激光焊接焊缝检测系统的整体结构图；

图2为图像扫描设备与焊缝轴向、工件表面所成夹角示意图；

图3为以实际车身样态显示的焊缝质量结果。

具体实施方式

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。

实施例1：

如图1所示，本实施例中的激光焊接焊缝检测系统包括：

主控制器1(如PLC等)，其用于在待检测工件(如已完成焊接的车身)到达检测位点时产生检测控制信号；

检测控制器2，其连接所述主控制器1，用于接收所述检测控制信号，并根据所述检测控制信号产生检测信号并发送；

检测单元3，其连接所述检测控制器2，用于接收所述检测信号，且根据所述检测信号运动到检测位点，并在接收主控制器1发送的检测许可信号后获取检测位点的待检测工件上的焊缝图像信息；本实施例中，所述检测单元3包括：机器人31(如六轴机器人等) 以及连接所述机器人31的图像扫描设备32，其用于对待检测工件上的焊缝进行扫描，并获取待检测工件上的焊缝图像信息；进一步的，如图2所示，扫描时，所述图像扫描设备 32与焊缝轴向Y的夹角θ1为65-80°、与工件表面的夹角θ2为70-80°，且以大于或等于 30kHZ的扫描频率对焊缝进行扫描，由此可有利于获取清晰准确的焊缝图像；优选的，图像扫描设备32包括相机；

图像处理单元4(如各种图像处理芯片等)，其连接所述检测单元3的图像扫描设备32，用于实时接收所述焊缝图像信息，并对图像中的焊缝进行质量分析及存储质量分析结果，以及将分析结果发送至所述主控制器1；根据图像进行焊缝质量分析的方法为现有技术，具体可参见CN201911219159.1、CN201710676584.8等专利申请文件，其并非本申请的改进之处；

追溯单元5(如工控机等)，其连接所述主控制器1，其用于接收主控制器1发送的分析结果和/或与所述分析结果一一对应的待检测工件信息(如车身型号)并存储；

以及显示单元6(如显示器等)，其连接所述追溯单元5，用于显示并输出分析结果；

由此，本实施例中的激光焊接焊缝检测系统可以实现焊接焊缝的高效在线自主检测，并且检测分析结果与待检测工件信息(如车身型号)一一对应，由此便于对检测信息、处理结果进行追溯，由此可大幅提高焊接质量检测效率，可为批量化汽车生产中保证激光焊质量提供有力保障。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，所述检测单元3的图像扫描设备32对待检测工件上的焊缝进行N次、分段扫描，且每次扫描均对应获取部分焊缝的图像，且所有的部分焊缝图像组成完整的焊缝图像；

对应的，所述图像处理单元4实时接收每次扫描获取的部分焊缝的图像信息，并对部分焊缝图像中的焊缝进行质量分析，并存储质量分析结果，以及将分析结果发送至所述主控制器1；

同时，检测单元3运行至焊缝收弧点时完成扫描，且发送扫描完成信号给主控制器1，主控制器1发送检测结束信号给图像处理单元4和/或检测单元3，以停止图像处理单元4和/或检测单元3的运行。

由此，通过对焊缝进行分段扫描，获取分段扫描分析结果来实现对于较长焊缝的完整扫描，避免出现漏检焊缝质量缺陷位置的情况产生，以此确保分析结果的准确性。

进一步的，为提高信息反馈和数据交换效率，所述主控制器1与检测控制器2、追溯单元5、图像处理单元4中的一项或几项通过以太网进行连接，所述检测单元3和图像处理单元4、检测控制器2中的一项或几项通过以太网进行连接；所述追溯单元5和显示单元6之间通过HDMI连接。

以下以已完成焊接的车身作为待检测工件说明本申请激光焊接焊缝检测系统的工作过程：

车身到达检测位点后，主控制器1产生检测控制信号并发送，以启动检测控制器2，检测控制器2进而产生检测信号并发送，检测单元3根据检测信号运行至检测位点，并反馈给主控制器1到位信号，主控制器1发送检测许可信号给检测单元3，检测单元3进而开始焊缝扫描，获取焊缝图像信息；同时，为了完整识别焊缝质量缺陷位置点，将整条焊缝划分成五段，图像扫描设备32每完成一段焊缝的扫描，图像处理单元4迅速接收每次扫描获取的部分焊缝的图像信息，对部分焊缝图像中的焊缝进行质量分析，并存储质量分析结果，且将质量分析结果汇总反馈给主控制器1；依此类推，完成余下焊缝段的扫描；

检测单元3运行至焊缝收弧点时发送扫描完成信号给主控制器1，主控制器1发送检测结束信号给图像处理单元4和/或检测单元3，以停止图像处理单元4和/或检测单元3的运行；

焊缝扫描完后，追溯单元5从主控制器1中获取车身码(即待检测工件信息)及与车身码一一对应的焊缝质量分析结果，并进行存储；当车身运行至返修工位后，读取附在车身上的车身码，进而以此码搜索与该车身焊缝对应的质量分析结果，然后如图3所示，以实际车身的样态在显示单元6上进行显示，以操作人员进行识别确认，同时，为便于直观展示焊缝分析结果，对每段焊缝的质量结果以绿色和红色等不同颜色进行表示。

其中，需要对每辆车身做唯一的车身码(如：365)，其包括生产日期(如：20200407)和车型代号(即型号代码，如：2YS)，以组合成特定格式的车身ID(如：20200407_2YS_365)，每辆车身的焊缝质量分析结果以车身ID命名并存储，以便于质量信息追溯和查询。

本实用新型中的激光焊接焊缝检测系统可以实现焊接焊缝的高效且完整的在线自主检测，并且检测分析结果与待检测工件信息(如车身型号)一一对应，由此便于对检测信息、处理结果进行追溯，由此可大幅提高焊接质量检测效率，可为批量化汽车生产中保证激光焊质量提供有力保障。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，包括：

主控制器，其用于在待检测工件到达检测位点时产生检测控制信号；

检测控制器，其连接所述主控制器，用于接收所述检测控制信号，并根据所述检测控制信号产生检测信号并发送；

检测单元，其连接所述检测控制器，用于接收所述检测信号，且根据所述检测信号运动到检测位点，并在接收主控制器发送的检测许可信号后获取待检测工件上的焊缝图像信息；

图像处理单元，其连接所述检测单元，用于实时接收所述焊缝图像信息，并对图像中的焊缝进行质量分析，并存储质量分析结果，以及将分析结果发送至所述主控制器；

追溯单元，其连接所述主控制器，其用于接收主控制器发送的分析结果和/或与所述分析结果一一对应的待检测工件信息并存储；

以及显示单元，其连接所述追溯单元，用于显示并输出分析结果。

2.如权利要求1所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，所述检测单元包括：机器人，以及连接所述机器人的图像扫描设备，其用于对待检测工件上的焊缝进行扫描，并获取待检测工件上的焊缝图像信息。

3.如权利要求2所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，扫描时，所述图像扫描设备与焊缝轴向的夹角θ1为65-80°、与工件表面的夹角θ2为70-80°。

4.如权利要求2所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，扫描时，所述图像扫描设备以大于或等于30kHZ的扫描频率对焊缝进行扫描。

5.如权利要求1所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，所述检测单元用于对待检测工件上的焊缝进行N次、分段扫描，且每次扫描均对应获取部分焊缝的图像。

6.如权利要求5所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，所述图像处理单元用于实时接收每次扫描获取的部分焊缝的图像信息，并对部分焊缝图像中的焊缝进行质量分析，并存储质量分析结果，以及将分析结果发送至所述主控制器。

7.如权利要求1所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，所述检测单元用于完成扫描时发送扫描完成信号给主控制器，主控制器发送检测结束信号给图像处理单元和/或检测单元，以停止图像处理单元和/或检测单元的运行。

8.如权利要求1所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，所述主控制器与检测控制器、追溯单元、图像处理单元中的一项或几项通过以太网进行连接；所述检测单元和图像处理单元、检测控制器中的一项或几项通过以太网进行连接。

9.如权利要求1所述的激光焊接焊缝检测系统，其特征在于，所述追溯单元和显示单元之间通过HDMI连接。

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