專利名稱：基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及焊縫跟蹤技術領域，是一種基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器。
背景技術：
目前國內的壓力容器、壓力管道的焊接多數還是采用手工或機械化焊接方法，存在工人工作條件惡劣，工作強度大的問題，同時需要在焊接中不斷干預焊槍的位置使之沿著焊縫運動，焊縫成型、焊接效率以及焊接質量等都有待提高。同時，由于目前市場上用的激光焊縫跟蹤器存在由于V型坡口在填充后，坡口變形度變小，跟蹤效果不理想的問題。同時，由于對接無間隙焊縫，激光條紋在這種焊縫上沒有變形量，無法使用一般的激光焊縫跟蹤傳感器的問題。

發明內容
本發明提供了一種基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有激光焊縫跟蹤器存在由于V型坡口在填充后跟蹤效果不理想和對接無間隙焊縫時無法使用的問題。本發明的技術方案是通過以下措施來實現的一種基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，包括開口朝下的機殼、主視攝像頭、輔助攝像頭、激光器驅動和激光器；激光器驅動固定安裝在機殼的內側上部，在機殼的內側中部固定安裝有主視攝像頭支架，在主視攝像頭支架上固定安裝有主視攝像頭，在主視攝像頭的鏡頭前側固定安裝有與激光器同波長的窄帶濾光片；在機殼的內側下部固定安裝有激光器支架，在激光器支架上固定安裝有激光器，在機殼的內側固定安裝有輔助攝像頭支架，在輔助攝像頭支架上固定安裝有輔助攝像頭，輔助攝像頭位于激光器和主視攝像頭之間，激光器驅動和激光器電連接在一起，主視攝像頭、激光器和輔助攝像頭的鏡頭朝向機殼的下端開口左部，主視攝像頭的軸線和水平面之間的夾角為60度至75度，激光器的軸線和水平面之間的夾角為25度至45度。下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進
上述在機殼的上端內側固定安裝有白光光源。上述在機殼的左側有弧光遮擋板，在機殼的左側壁上部有導向螺栓安裝孔，在導向螺栓安裝孔內通過螺紋固定安裝有導向螺栓，在弧光遮擋板的上部有上下方向的長條孔，長條孔的寬度大于導向螺栓的螺桿的直徑而小于導向螺栓的螺栓頭的寬度，長條孔套裝在導向螺栓的螺桿上并被導向螺栓的螺栓頭鎖緊。上述在弧光遮擋板的下端內側或外側固定安裝有限位報警裝置。上述在機殼的右側壁下端固定安裝有下蓋板，在下蓋板的左端和機殼的左側壁下端之間固定安裝有防塵玻璃，防塵玻璃呈左高右低的傾斜狀。上述機殼呈倒U型狀，在機殼的前側下部固定安裝有前側板，在機殼的后側下部固定安裝有后側板，在機殼的上端外側固定安裝有上蓋板，在機殼和上蓋板上有相對應的過線孔。本發明結構合理而緊湊，使用方便，通過主視攝像頭、激光器和輔助攝像頭的配合使用，實現V型焊縫和對接無間隙焊縫的自動跟蹤的目的，具有跟蹤效果好的特點，提高了焊接效率和焊接質量。


附圖1為本發明的主視剖視結構示意圖。附圖2為附圖1的左視圖。附圖3為附圖1的右視圖。附圖4為本發明的軸測結構示意圖。附圖5為主視攝像頭采集到的V型焊縫圖像。附圖6為輔助攝像頭采集到的V型焊縫圖像。附圖7為主視攝像頭采集到的對接無間隙焊縫圖像。附圖中的編碼分別為1為機殼，2為激光器驅動，3為主視攝像頭，4為激光器，5為主視攝像頭支架，6為窄帶濾光片，7為激光器支架，8為輔助攝像頭支架，9為輔助攝像頭，10為白光光源，11為弧光遮擋板，12為長條孔，13為導向螺栓，14為限位報警裝置，15為下蓋板，16為防塵玻璃，17為前側板,18為后側板,19為上蓋板，a為主視攝像頭的軸線和水平面之間的夾角，P為激光器的軸線和水平面之間的夾角。
具體實施例方式本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。在本發明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。如附圖1所示，該基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，包括開口朝下的機殼1、激光器驅動2、主視攝像頭3和激光器4 ;激光器驅動2固定安裝在機殼I的內側上部，在機殼I的內側中部固定安裝有主視攝像頭支架5，在主視攝像頭支架5上固定安裝有主視攝像頭3，在主視攝像頭3的鏡頭前側固定安裝有與激光器4同波長的窄帶濾光片6 ;在機殼I的內側下部固定安裝有激光器支架7，在激光器支架7上固定安裝有激光器4，在機殼I的內側固定安裝有輔助攝像頭支架8，在輔助攝像頭支架8上固定安裝有輔助攝像頭9，輔助攝像頭9位于激光器4和主視攝像頭3之間，激光器驅動2和激光器4電連接在一起，主視攝像頭3、激光器4和輔助攝像頭9的鏡頭朝向機殼I的下端開口左部，主視攝像頭3的軸線和水平面之間的夾角a為60度至75度，激光器4的軸線和水平面之間的夾角^為25度至45度。主視攝像頭3的安裝角度的設計是為了能使主視攝像頭3中進入的焊件的鏡面反射和環境光入射最小的安裝位置范圍。激光器4的安裝角度是保證在坡口填充后，激光條紋仍然有變形可以被圖像提取到而設計的，如果角度更小，可能導致激光條紋失真過度，如果角度更大，則可能條紋的變形度不夠。窄帶濾光片6便于保證獲取的圖像是只有激光條紋在坡口處變形的圖像。這樣，輔助攝像頭9便于將拍攝到的包括激光條紋和焊件周圍環境的圖像，用圖像處理的方法，提取坡口的范圍作為對主視攝像頭3圖像處理結果的一個驗證和補充，矯正由于反光、焊渣等外部干擾造成的激光條紋變形量提取的錯誤。可根據實際需要，對上述基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器作進一步優化或/和改進
如附圖1所不，在機殼I的上端內側固定安裝有白光光源10。這樣，白光光源10便于為主視攝像頭3和輔助攝像頭9拍攝的區域提供均勻穩定的光照條件，抗環境光照變化對圖像處理結果的影響。如附圖1、2、4所示，在機殼I的左側有弧光遮擋板11，在機殼I的左側壁上部有導向螺栓安裝孔，在導向螺栓安裝孔內通過螺紋固定安裝有導向螺栓13，在弧光遮擋板11的上部有上下方向的長條孔12，長條孔12的寬度大于導向螺栓13的螺桿的直徑而小于導向螺栓13的螺栓頭的寬度，長條孔12套裝在導向螺栓13的螺桿上并被導向螺栓13的螺栓頭鎖緊。這樣，弧光遮擋板11便于遮擋焊槍焊接時產生的飛濺。導向螺栓13便于調節弧光遮擋板11的安裝高度，防止和工件發生干涉。使用時將本發明基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器固定安裝在焊槍前端，焊槍嘴距離工件的位置和弧光遮擋板11的下沿距離工件的位置就是固定不變的。如附圖1、4所示，在弧光遮擋板11的下端內側或外側固定安裝有限位報警裝置14。這樣，限位報警裝置14便于在工作過程中，如果弧光遮擋板11和工件之間的距離過小，同時也意味著焊槍和工件之間的距離小于安全距離，將要發生干涉的時候，限位報警裝置14就會報警，可以避免干涉的發生。如附圖1、4所示，在機殼I的右側壁下端固定安裝有下蓋板15，在下蓋板15的左端和機殼I的左側壁下端之間固定安裝有防塵玻璃16，防塵玻璃16呈左高右低的傾斜狀。這樣，防塵玻璃16便于防塵和防焊接飛濺。如附圖1、2、3、4所示，機殼I呈U型，在機殼I的前側下部固定安裝有前側板17，在機殼I的后側下部固定安裝有后側板18，在機殼I的上端外側固定安裝有上蓋板19，在機殼I和上蓋板19上有相對應的過線孔。這樣前側板17和后側板18與機殼I的上端之間有間距，便于將手伸進去調整主視攝像頭3、激光器4和輔助攝像頭9與水平面之間的夾角，鏡頭聚焦等。過線孔便于各電氣部件的走線。以上技術特征構成了本發明的實施例，其具有較強的適應性和實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
權利要求
1.一種基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于包括開口朝下的機殼、主視攝像頭、輔助攝像頭、激光器驅動和激光器；激光器驅動固定安裝在機殼的內側上部，在機殼的內側中部固定安裝有主視攝像頭支架，在主視攝像頭支架上固定安裝有主視攝像頭，在主視攝像頭的鏡頭前側固定安裝有與激光器同波長的窄帶濾光片；在機殼的內側下部固定安裝有激光器支架，在激光器支架上固定安裝有激光器，在機殼的內側固定安裝有輔助攝像頭支架，在輔助攝像頭支架上固定安裝有輔助攝像頭，輔助攝像頭位于激光器和主視攝像頭之間，激光器驅動和激光器電連接在一起，主視攝像頭、激光器和輔助攝像頭的鏡頭朝向機殼的下端開口左部，主視攝像頭的軸線和水平面之間的夾角為60度至75度，激光器的軸線和水平面之間的夾角為25度至45度。
2.根據權利要求1所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼的上端內側固定安裝有白光光源。
3.根據權利要求1或2所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼的左側有弧光遮擋板，在機殼的左側壁上部有導向螺栓安裝孔，在導向螺栓安裝孔內通過螺紋固定安裝有導向螺栓，在弧光遮擋板的上部有上下方向的長條孔，長條孔的寬度大于導向螺栓的螺桿的直徑而小于導向螺栓的螺栓頭的寬度，長條孔套裝在導向螺栓的螺桿上并被導向螺栓的螺栓頭鎖緊。
4.根據權利要求3所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于弧光遮擋板的下端內側或外側固定安裝有限位報警裝置。
5.根據權利要求1或2所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼的右側壁下端固定安裝有下蓋板，在下蓋板的左端和機殼的左側壁下端之間固定安裝有防塵玻璃，防塵玻璃呈左高右低的傾斜狀。
6.根據權利要求3所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼的右側壁下端固定安裝有下蓋板，在下蓋板的左端和機殼的左側壁下端之間固定安裝有防塵玻璃，防塵玻璃呈左高右低的傾斜狀。
7.根據權利要求4所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼的右側壁下端固定安裝有下蓋板，在下蓋板的左端和機殼的左側壁下端之間固定安裝有防塵玻璃，防塵玻璃呈左高右低的傾斜狀。
8.根據權利要求1或2所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼呈U型，在機殼的前側下部固定安裝有前側板，在機殼的后側下部固定安裝有后側板，在機殼的上端外側固定安裝有上蓋板，在機殼和上蓋板上有相對應的過線孔。
9.根據權利要求3所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼呈U型，在機殼的前側下部固定安裝有前側板，在機殼的后側下部固定安裝有后側板，在機殼的上端外側固定安裝有上蓋板，在機殼和上蓋板上有相對應的過線孔。
10.根據權利要求4至7所述任意一項所述的基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器，其特征在于機殼呈U型，在機殼的前側下部固定安裝有前側板，在機殼的后側下部固定安裝有后側板，在機殼的上端外側固定安裝有上蓋板，在機殼和上蓋板上有相對應的過線孔。
全文摘要
本發明涉及焊縫跟蹤技術領域，是一種基于雙攝像頭圖像復合的激光焊縫跟蹤傳感器；其包括開口朝下的機殼、主視攝像頭、輔助攝像頭、激光器驅動和激光器；激光器驅動固定安裝在機殼的內側上部，在機殼的內側中部固定安裝有主視攝像頭支架，在主視攝像頭支架上固定安裝有主視攝像頭，在主視攝像頭的鏡頭前側固定安裝有與激光器同波長的窄帶濾光片；在機殼的內側下部固定安裝有激光器支架，在激光器支架上固定安裝有激光器。本發明結構合理而緊湊，使用方便，通過激光器驅動、主視攝像頭、激光器和輔助攝像頭的配合使用，實現V型焊縫和對接無間隙焊縫的自動跟蹤的目的，具有跟蹤效果好的特點，提高了焊接效率和焊接質量。
文檔編號B23K9/127GK103056490SQ201210582578
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者王含宇, 陳立新, 熱米娜·帕爾哈提, 崔軍 申請人:新疆威奧科技股份有限公司