一种同轴视觉测温一体化模块的制作方法

1.本实用新型涉及激光焊接设备技术领域，尤其涉及一种同轴视觉测温一体化模块。


背景技术：

2.红外测温激光锡丝焊接系统是一种应用于电子制造产业的软钎焊接系统，该系统需要对焊点温度进行检测，根据温度反馈控制激光功率，避免局部温度过高烧坏元器件。目前常见的钎焊系统都包含激光焊接系统、ccd成像系统、红外测温系统，分别完成熔化焊料的能量输出、焊接过程的实时拍摄，焊接点的温度检测，三路系统需要分别进行安装调试。
3.现在市场上的模块的ccd成像系统和红外测温系统是分开校准的，校准过程影响因素多，最终产品对准精度不高，批量一致性差，调试耗时长。且系统分散就需要更多的结构支撑，体积大不便于集成化。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种同轴视觉测温一体化模块，以解决现有技术中激光焊接头结构复杂不便集成，并且成像系统和测温系统共用镜头光路，存在二次调校、对准精度低和一致性差的技术问题。
5.为解决上述问题，本实用新型提供一种同轴视觉测温一体化模块，用于激光焊接当中，包括：
6.外壳；
7.内结构件，固定在所述外壳内部；
8.相机组件，其安装在所述外壳内；
9.红外测温模组，其安装在所述外壳和内结构件上；
10.主控制板，其安装在所述外壳内，所述主控制板与所述相机组件和所述红外测温模组电性连接；
11.光束整形组件，其安装在所述内结构件内，所述光束整形组件用于将红外测温光束和视觉监控光束合并成同轴光束；
12.激光自底部进入到所述内结构件中，经所述光束整形组件的光束整形折射到所述相机组件和所述红外测温模组中。
13.优选的，所述内结构件上开设有相互垂直相交的第一光路通道和第二光路通道以及倾斜光路通道，所述第一光路通道沿竖直方向贯穿设置，所述第二光路通道水平贯穿所述内结构件的一侧，所述倾斜光路通道自所述第一光路通道和所述第二光路通道的相交处向远离所述第二光路通道的方向呈45
°
倾斜向下设置。
14.优选的，所述光束整形组件包括第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，所述第一滤光片、所述第二滤光片和所述第三滤光片固定在所述内结构件上，且所述第一滤光片呈水平45
°
安装在所述内结构件的倾斜光路通道上，并与所述相机组件正对设置，所述第二滤
光片设置在所述第一光路通道中，所述第三滤光片设置在所述第二光路通道中。
15.优选的，所述外壳包括具有顶部和一侧开口的方槽板、上盖板和侧盖板，所述上盖板适于嵌设在所述方槽板的顶部开口上，所述侧盖板适于固定在所述方槽板的一侧开口上。
16.优选的，所述相机组件包括相机和与所述相机电性连接的相机控制板，所述上盖板正对所述相机的下方开设有容置槽，所述相机的外端固定在所述容置槽内，所述相机控制板固定在所述内结构件的一侧，且位于所述侧盖板的内部一侧。
17.优选的，所述红外测温模组包括红外探测器和与所述红外探测器电性连接的红外探测器控制板，所述红外探测器设在所述第二光路通道中，所述红外探测器控制板固定连接在所述内结构件的侧壁，且位于所述主控制板的里侧。
18.优选的，所述外壳由材质铝6061加工制作而成。
19.优选的，所述第一光路通道的横截面为方形孔，所述第二光路通道的横截面为椭圆形孔。
20.本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
21.1、通过内结构件的特殊结构，便于安装相机组件和红外测温模组，结构紧凑，体积相对减小，便于集成化安装；并且内结构件便于安装光束整形组件，将射入到红外测温模组内的红外测温光束和射入到相机组件的视觉监控光束合并成同轴光束，能保证视觉和测温进行同轴同心，通过标准化调试，客户使用时，仅需要简单调试对准ccd相机中心位置就可以精准测温，安装使用便利。
22.2、通过将相机组件(也即ccd成像系统)和红外测温模组(也即红外测温系统)集成在一起，减少校准过程，实现产品对准精度高，批量一致性好，调试耗时少的优点。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例中同轴视觉测温一体化模块的内部结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例中同轴视觉测温一体化模块的爆炸示意图；
25.图3为本实用新型实施例中内结构件的一方向结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例中内结构件的另一方向结构示意图；
27.图5为本实用新型实施例中内结构件的剖面结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例中同轴视觉测温一体化模块的内部光线传输示意图。
29.附图标记说明
30.1-外壳；11-方槽板；12-上盖板；121-容置槽；13-侧盖板；2-内结构件；21-第一光路通道；22-第二光路通道；23-倾斜光路通道；3-相机组件；31-相机；32-相机控制板；4-红外测温模组；41-红外探测器；42-红外探测器控制板；5-主控制板；6-光束整形组件；61-第一滤光片；62-第二滤光片；63-第三滤光片。
具体实施方式
31.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
32.目前，红外测温激光锡丝焊接系统是一种应用于电子制造产业的软钎焊接系统，
激光系统需要对焊点温度进行实时检测，根据温度反馈控制激光功率，避免局部温度过高烧坏元器件。目前常见的钎焊系统都包含激光焊接系统、ccd成像系统和红外测温系统，激光焊接系统用于完成熔化焊料的能量输出，ccd成像系统用于完成焊接过程的实时拍摄，红外测温系统用于焊接点的温度检测，这三路系统需要分别进行安装调试。
33.为解决上述问题，如图1-6所示，本实用新型的实施例提供一种同轴视觉测温一体化模块，包括外壳1、内结构件2、相机组件3、红外测温模组4、主控制板5和光束整形组件6，其中：
34.内结构件2固定在外壳1的内部，其外部结构设置为方形结构，不仅可以作为其他部件的安装支撑，而且内结构件2的内部作为光路传输的通道；相机组件3安装在外壳1内，用于提供焊点的视觉定位及监视光束；红外测温模组4安装在外壳1和内结构件2上，红外测温模组4用于发出红外测温的光纤，并收集焊点位置反射回来的红外测温光束；主控制板5安装在外壳1内，并且主控制板5与相机组件3和红外测温模组4电性连接，用于整体控制相机组件3和红外测温模组4的协同工作；光束整形组件6安装在内结构件2内，光束整形组件6用于将红外测温光束和视觉监控光束合并成同轴光束。
35.由此，用于激光焊接的激光自同轴视觉测温一体化模块的底部进入到内结构件2中，在内结构件2中经传输分为两条传送光路，其中，第一滤光片61、第二滤光片62、相机控制板32、上盖板12和相机31依次组成视觉成像光路；第一滤光片61、第二光路通道22、第三滤光片63、红外探测器41和红外探测器控制板42依次组成测温红外线传输光路，在光束整形组件6的光束整形折射到相机组件3和红外测温模组4中。
36.具体地，请参阅图2、3、4所示，在本实用新型的实施例当中，内结构件2上开设有相互垂直相交的第一光路通道21和第二光路通道22以及倾斜光路通道23，第一光路通道21沿竖直方向贯穿设置，第二光路通道22水平贯穿内结构件2的一侧，倾斜光路通道23自第一光路通道21和第二光路通道22的相交处向远离第二光路通道22的方向呈45
°
倾斜向下设置。
37.由此，第一光路通道21作为视觉成像光路的通道，便于焊点位置的视觉定位及监视；第二光路通道22作为测温红外线传输光路，便于实时测量焊点的温度，实现精准焊接控制。
38.具体地，请参阅图2、3、4、5所示，在本实用新型的实施例当中，光束整形组件6包括第一滤光片61、第二滤光片62和第三滤光片63，第一滤光片61、第二滤光片62和第三滤光片63固定在内结构件2上，且第一滤光片61呈水平45
°
安装在内结构件2的倾斜光路通道23上，并与相机组件3正对设置，第二滤光片62设置在第一光路通道21中，第三滤光片63设置在第二光路通道22中。
39.具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的实施例当中，外壳1包括方槽板11、上盖板12和侧盖板13，其中方槽板11的顶部和一侧开口，顶部开口便于安装上盖板12以及相机组件3，上盖板12适于嵌设在方槽板11的顶部开口上，并且上盖板12便于安装相机组件3，使外形结构更加美观，侧盖板13适于固定在方槽板11的一侧开口上，侧盖板13可拆卸安装，便于调整红外测温模组。
40.具体地，请参阅图2所示，在本实用新型的实施例当中，相机组件3包括相机31和相机控制板32，相机控制板32与相机31电性连接，上盖板12正对相机31的下方开设有容置槽121，相机31的外端固定在容置槽121内，相机控制板32固定在内结构件2的一侧，且位于侧
盖板13的内部一侧，不仅结构紧凑，而且整体体积进一步缩小。
41.具体地，请参阅图2所示，在本实用新型的实施例当中，红外测温模组4包括红外探测器41和红外探测器控制板42，红外探测器41与红外探测器控制板42电性连接，红外探测器41设在第二光路通道22中，红外探测器控制板42固定连接在内结构件2的侧壁，且位于主控制板5的里侧。同样地，在能实现红外测温的功能下，进一步缩小模块体积。
42.具体地，在本实用新型的实施例当中，外壳1由材质铝6061加工制作而成，铝材质不仅材质轻盈，而且美观。
43.优选的，请参阅图3、4、5所示，在本实用新型的实施例当中，第一光路通道21的横截面为方形孔，第二光路通道22的横截面为椭圆形孔。
44.需要说明的是，第一光路通道21的横截面可根据实际情况进行调整，当然也可设置为圆形孔、椭圆孔、菱形孔等等，第二光路通道22的横截面也可根据实际情况设置为不同形状孔，在此并不对第一光路通道21、第二光路通道22的截面形状作任何限制。
45.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。