SU1761405A1 - Оптический сенсор - Google Patents

Abstract

Использование: дл  автоматического слежени  за стыком деталей при автоматизированной , автоматической или роботизированной сварке. Сущность: снабжение оптического сенсора двум  парами оптических клиньев за счет упрощени  измерени  направлени  визировани , позвол ет расширить диапазон рассто ний между анализируемой сценой и зоной сварки, выбрать требуемую точность измерени  координат, работать при различных ориентаци х сварочной горелки относительно стыка деталей . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к средствам адаптации сварочных роботов, а более конкретно к оптическим сенсорам дл  слежени  за стыком деталей при дуговой сварке, и может быть использовано дл  получени  информации об относительном положении стыка и о геометрии разделки при автоматизированной , автоматической или роботизированной сварке.

Известен оптический сенсор, содержащий полупроводниковый лазер, объектив дл  фокусировки излучени  лазера на поверхности изделий, объектив дл  формировани  изображени  световой полосы и фотоприемник.

Известный сенсор не позвол ет изменить направление визировани  сенсора без поворота сварочной горелки с закрепленным на ней сенсором в целом, что сужает технологические возможности, особенно при сварке изделий сложной конфигурации.

Известен также сенсор, прин тый за прототип, в котором имеетс  полупроводниковый лазер, оптически св занные с ним первый фокусирующий объектив, формировани  квазиплоского пучка излучени  лазера и перва  защитна  прозрачна  пластина , а также оптически св занные между собой интерференционный селективный светофильтр дл  пропускани  излучени  лазера в узком спектральном диапазоне на длине волны излучени  лазера, втора  защитна  прозрачна  пластина, второй фокусирующий объектив, фотоприемник, а также привод дл  его поворота относительно оси горелки. Этим обеспечиваетс  расширение зоны поиска стыка без разворота горелки в целом.

Недостатком известного сенсора  вл етс  невозможность изменить рассто ние между анализируемой сценой и зоной сварки , что снижает технологические возможности сенсора. Кроме того, наличие привода и движущихс  частей в сенсоре усложн ет его конструкцию; снижает надежность его работы и точностные характеристики, увеличивает вес и габариты сенсора.

со

С

1 о

Ј о ел

Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритов сенсора и расширение его технологических возможностей без существенного усложнени  его конструкции.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в иавестном сенсоре, включающем полупроводниковый лазер, оптически св занные с ним первый фокусирующий объектив, астигматический элемент дл  формировани  ква- зи плоского пучка излучени  лазера и первую защитную прозрачную пластину, а также оптически св занные между собой интерференционный селективный светофильтр дл  пропускани  излучени  лазера в узком спектральном диапазоне на длине волны излучени  лазера, вторую защитную прозрачную пластину, второй фокусирующий объектив и матричный фотоприемник, согласно изобретению установлены две пары оптических клиньев; оптически св занные с первым и вторым объективами, соответственно, причем клинь  в каждой паре установлены с возможностью независимых поворотов друг относительно друга в каждой паре вокруг оптических осей соответственно каждого из объективов.

На чертеже приведена обща  схема оптического сенсора.

Оптический сенсор 1 содержит разъем 2 дл  питани  полупроводникового лазера 3, первый фокусирующий объектив 4, астиг- матичный элемент 5, оптические клинь  6, первую и вторую защитные прозрачные пластины 7, интерференционный селективный светофильтр 8, второй фокусирующий объектив 9 и матричный фотоприемник 10, представл ющий собой блок с ПЭС-матри- цей. Дл  защиты от тепловых и механических воздействий сварочной дуги элементы оптического сенсора помещены в воздухо- охлаждаемый кожух 11.

Оптический сенсор работает следующим образом.

Инфракрасные излучение полупроводникового лазера 3 с помощью первого фокусирующего объектива 4 и астигматичного элемента 5 формируетс  в зондирующий квазиплоский пучок, при этом направление квазиплоского1 пучка устанавливаетс  посредством поворотов оптических клиньев в паре оптически св занной с первым фокусирующим объективом вокруг его оси.

Излучение, рассе нное поверхност ми деталей, принимаетс  вторым фокусирующим объективом 9, и на чувствительной площадке матричного фотоприемника (ПЭС-матрицы) 10 формируетс  изображение светового сечени  свариваемых поверхностей . Согласование направлени  оси на- блюдени  сенсора с положением анализируемой сцены обеспечиваетс  посредством поворотов оптических клиньев Е паре оптически св занной со вторым фокусирующим объективом вокруг его оси. Освещающий лучок и рассе нное излучение проход т через прозрачные защитные пластины 7, которые в свою очередь защищены от попадани  дыма, гари и брызг расплавленного металла воздушной завесой, создаваемой отработавшим охлаждающим воздухом, Дл  снижени  вли ни  засветки

от близко расположенной сварочной дуги используетс  спектральна  фильтраци  на длине волны излучени  лазера с помощью интерференционного фильтра 8.

Использование пар оптических клиньев.

оптически св занных с первым и вторым объективами, по сравнению с прототипов позвол ет оперативно изменить направление визировани  дл  согласовани  пространственного положени  анализируемо /:

оптическим сенсором сцены с конкретной технологической задачей, без замены оптических элементов или поворота оптического сенсора в целом, упрощает конструкцию и улучшает массогабаритные показатели оптического сенсора.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Оптический сенсор дл  слежени  за стыком при дуговой сварке, содержащий полупроводниковый лазер, оптически св занные с ним первый фокусирующий объектив, астигматический элемент дл  формировани  квазиплоского пучка излучени  лазера и первую защитную прозрачную пластину, а также оптически св занные между собой

   интерференционный селективный светофильтр дл  пропускани  излучени  лазера в узком спектральном диапазоне на длине волны излучени  лазера, вторую защитную прозрачную пластину, второй фокусирующий объектив и матричный фотоприемник, от л имеющийс  тем, что, ч целью уменьшени  габаритов сенсора и расширени  его технологических возможностей за счет упрощени  изменени  направлени  визировани , сенсор снабжен двум  парами оптических клиньев, оптически св занных с первым и вторым объективами соответственно; причем клинь  в каждой паре установлены с возможностью независимых

   поворотов друг относительно друга в каждой паре вокруг оптических осей соответственно каждого из объективов.