本实用新型涉及激光焊接领域，具体涉及一种激光系统。
背景技术：
激光振镜焊接系统以其扫描范围大、精度高、焊接速度快和效率高等优势越来越被广泛应用。
并且，在焊接过程中，焊缝周围的气体及工件材料在激光的照射下，其原子和分子会被电离成电子、带正电的离子及原子等的混合体，即等离子体。与此同时，等离子体由于原子跃迁会发射一定波长的激光。等离子体会阻挡激光照射工件表面，造成激光能量损失，甚至导致虚焊、漏焊等焊接缺陷。
焊接时，少量激光会被工件反射而原路返回，如果焊缝出现缺陷，可能会有过多的激光被反射，从而损坏昂贵的光学镜片，熔池温度也可能会发生急剧变化。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种一种激光系统，实时监控焊接工件，以及保证焊缝质量合格。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光系统，激光系统包括振镜模块，激光光束经过振镜模块入射至工件上，所述激光系统还包括与振镜模块同轴设置的同轴视觉模块，以及设置在振镜模块的反射光路路径上的探测模块，所述同轴视觉模块经过振镜模块监控工件表面；所述探测模块实时探测工件的等离子体浓度、反射激光能量及熔池温度。
其中，较佳方案是：所述探测模块包括等离子体探测模块、反射激光能量探测模块和熔池温度探测模块，所述等离子体探测模块探测工件的等离子体浓度，所述反射激光能量探测模块探测反射激光能量，所述熔池温度探测模块探测熔池温度。
其中，较佳方案是：所述振镜模块包括准直组件、第一反射镜片、振镜组件和镜头，激光光束依次经过准直组件、第一反射镜片和振镜组件，并从镜头射出至工件表面；所述同轴视觉模块包括CCD相机和第二反射镜片，可见光从工件表面反射并依次经过镜头和振镜组件，并从第一反射镜片透射至第二反射镜片，所述第二反射镜片将可见光反射至CCD相机；所述第一反射镜片上镀激光反射膜，所述第二反射镜片上镀可见光反射膜。
其中，较佳方案是：所述振镜模块包括准直组件、第一反射镜片、振镜组件和镜头，激光光束依次经过准直组件、第一反射镜片和振镜组件，并从镜头射出至工件表面；所述等离子体探测模块包括等离子体探测模组和第三反射镜片，在等离子体形成时发射的短波激光从工件表面依次经过镜头和振镜组件，并从第一反射镜片透射至第三反射镜片，所述第三反射镜片将短波激光反射至离子体探测模组；所述第一反射镜片上镀激光反射膜，所述第三反射镜片上镀400-600nm激光反射膜。
其中，较佳方案是：所述反射激光能量探测模块包括激光能量探测模组和第四反射镜片，从工件表面反射的焊接激光依次经过镜头和振镜组件，依次经过第一反射镜片和第三反射镜片透射至第四反射镜片，所述第四反射镜片将焊接激光反射至激光能量探测模组；所述第四反射镜片上镀激光反射膜。
其中，较佳方案是：所述熔池温度探测模块包括温度探测模组，从工件表面反射的红外长波依次经过镜头和振镜组件，依次经过第一反射镜片、第三反射镜片和第四反射镜片透射至温度探测模组；所述第四反射镜片上还镀红外波段的增透膜。
其中，较佳方案是：所述同轴视觉模块包括CCD相机和第二反射镜片，可见光从工件表面反射并依次经过镜头和振镜组件，并从第一反射镜片透射至第二反射镜片，所述第二反射镜片将可见光反射至CCD相机；所述第二反射镜片设置在第一反射镜片和第三反射镜片之间；所述第二反射镜片上镀可见光反射膜。
其中，较佳方案是：所述激光系统还包括一处理器单元，所述处理器单元分别与等离子体探测模块、反射激光能量探测模块和熔池温度探测模块连接，并采集等离子体浓度、反射激光能量及熔池温度的参数数据；所述处理器单元根据参数数据分别生成等离子体、反射激光能量和熔池温度的包络线。
其中，较佳方案是：所述处理器单元包括一判断模块，所述处理器单元存储有等离子体、反射激光能量和熔池温度的合格数据范围，所述判断模块根据采集的参数数据以及合格数据范围判定焊缝合格与否。
其中，较佳方案是：所述处理器单元包括二维码生成模块，所述二维码生成模块将对应工件的参数数据以及采集时间录入二维码中。
本实用新型的有益效果在于，与现有并技术相比，本实用新型通过设计一种激光系统，不仅可以通过同轴视觉系统实时监视焊缝轨迹或者定位抓取焊接位置，同时可实时探测等离子体浓度、反射激光能量及熔池温度等参数数据，其监控范围大、可靠性高、软件界面操作方便，保证焊缝质量合格。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型激光系统的结构示意图；
图2是本实用新型处理器单元的结构示意图；
图3是本实用新型等离子体浓度的数据监控示意图；
图4是本实用反射激光能量的数据监控示意图；
图5是本实用熔池温度的数据监控示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
如图1所示，本实用新型提供一种激光系统的优选实施例。
一种激光系统，激光系统包括振镜模块，激光光束经过振镜模块入射至工件1上；进一步地，所述振镜模块包括准直组件13、第一反射镜片14、振镜组件12和镜头13，激光光束依次经过准直组件13、第一反射镜片14和振镜组件12，并从镜头13射出至工件1表面。
其中，振镜组件12可进行大范围扫描，扫描范围最大可达220mm×180mm。
优选地，激光系统还包括与振镜模块同轴设置的同轴视觉模块，以及设置在振镜模块的反射光路路径上的探测模块，所述同轴视觉模块经过振镜模块监控工件1表面；所述探测模块实时探测工件1的等离子体浓度、反射激光能量及熔池温度。其中，所述焊接激光对所述待焊接的焊缝进行焊接时，所述焊接激光的波长为800-1300nm(优选为1070nm)，激光功率为5000-7000W(优选为6000W)。以及，本系统为白名单系统，即本系统判定不合格的数据未必一定不满足质量要求，本系统判定合格的数据一定满足质量要求，所以可保证产品焊接质量可靠。
具体地，并参考图1，所述探测模块包括等离子体探测模块、反射激光能量探测模块和熔池温度探测模块，所述等离子体探测模块探测工件1的等离子体浓度，所述反射激光能量探测模块探测反射激光能量，所述熔池温度探测模块探测熔池温度；以及，所述同轴视觉模块包括CCD相机21和第二反射镜片22，可见光从工件1表面反射并依次经过镜头13和振镜组件12，并从第一反射镜片14透射至第二反射镜片22，所述第二反射镜片22将可见光反射至CCD相机21。
其中，所述第一反射镜片14上镀激光反射膜，所述第二反射镜片22上镀可见光反射膜。通过第一反射镜片14将激光光束反射至振镜组件12，以及将工件1表面的可见光从第一反射镜片14透射出，并通过第二反射镜片22反射回CCD相机21。
优选地，焊接激光波长1070nm，激光能量6000W，使用等离子体探测模块探测形成等离子体时发射的400-600nm激光，反射激光能量探测模块探测1070nm焊接激光，以及采用熔池温度探测模块探测波长大于1800nm的红外长波。其中，其原子和分子会被电离成电子、带正电的离子及原子等的混合体，即等离子体，与此同时，等离子体由于原子跃迁会发射一定波长的激光，等离子体会阻挡激光照射工件1表面，造成激光能量损失，甚至导致虚焊、漏焊等焊接缺陷。
进一步，所述等离子体探测模块包括等离子体探测模组31和第三反射镜片32，在等离子体形成时发射的短波激光从工件1表面依次经过镜头13和振镜组件12，并从第一反射镜片14透射至第三反射镜片32，所述第三反射镜片32将短波激光反射至离子体探测模组31。以及，所述反射激光能量探测模块包括激光能量探测模组41和第四反射镜片42，从工件1表面反射的焊接激光依次经过镜头13和振镜组件12，依次经过第一反射镜片14和第三反射镜片32透射至第四反射镜片42，所述第四反射镜片42将焊接激光反射至激光能量探测模组41。以及，所述熔池温度探测模块包括温度探测模组51，从工件1表面反射的红外长波依次经过镜头13和振镜组件12，依次经过第一反射镜片14、第三反射镜片32和第四反射镜片42透射至温度探测模组51。
其中，所述第三反射镜片32上镀400-600nm激光反射膜，所述第四反射镜片42上镀激光反射膜，所述第四反射镜片42上还镀红外波段的增透膜。等离子体由于原子跃迁会发射一定波长的激光，即400-600nm激光，通过第三反射镜片32反射至等离子体探测模组31，以及部分没有被第一反射镜片14反射的激光再次被第四反射镜片42反射至激光能量探测模组41，以及红外光从第四反射镜片42透射至温度探测模组51。进一步地，镀对应波段增透膜的镜片对其波段的透过率大于90％；镀对应波段反射膜的镜片对其波段的反射率大于90％。
优选地，第一反射镜片14呈倾斜角度，激光光束从准直组件13入射至第一反射镜片14，并通过第一反射镜片14入射至振镜组件12；第三反射镜片32、第四反射镜片42也均呈倾斜角度，将从工件1上反射的光信号通过第三反射镜片32反射至等离子体探测模组31，以及从工件1上反射的光信号通过第四反射镜片42反射至光能量探测模组。
或者，所述同轴视觉模块包括CCD相机21和第二反射镜片22，可见光从工件1表面反射并依次经过镜头13和振镜组件12，并从第一反射镜片14透射至第二反射镜片22，所述第二反射镜片22将可见光反射至CCD相机21；所述第二反射镜片22设置在第一反射镜片14和第三反射镜片32之间。
如图2至图5所示，本实用新型提供一种处理器单元的优选实施例。
所述激光系统还包括一处理器单元100，所述处理器单元100分别与等离子体探测模块、反射激光能量探测模块和熔池温度探测模块连接，并采集等离子体浓度、反射激光能量及熔池温度的参数数据；所述处理器单元100根据参数数据分别生成等离子体、反射激光能量和熔池温度的包络线202。
其中，处理器单元100优选为计算机设备或者数控机床的控制处理器。
以及，并将对应的包络线202通过显示屏103进行显示。并参考图3至图5，纵轴几个指标是经过无量纲处理和数值放大。没有单位，只比较数值大小；横轴是采集的数据长度，即数据个数。以及，中间的曲线为包络线202。
进一步地，所述处理器单元100包括一判断模块101，所述处理器单元100存储有等离子体、反射激光能量和熔池温度的合格数据范围，所述判断模块101根据采集的参数数据以及合格数据范围判定焊缝合格与否。具体地，工件1选用AISI 304钢板，连续焊接100个产品上的3个不同位置，第1位置为圆形，第2位置为矩形，第3位置为五角星；将数据异常的产品剔除，并将其编号输入软件过滤掉，启动软件，生成合格数据的包络线，包括下限曲线203和上限曲线201。图3为等离子体曲线，图4为反射激光能量曲线，图5为熔池温度曲线。
以及，相同工况下开始焊接产品，显示屏103包括3个“state”显示区，每一个“state”分别对应采集等离子体浓度、反射激光能量及熔池温度的参数数据，“state”显示红色代表不合格，显示绿色代表合格，有一个不合格即判定为不合格。
在本实施例中，所述处理器单元100包括二维码生成模块102，所述二维码生成模块102将对应工件1的参数数据以及采集时间录入二维码中。其中，每个产品焊接完成后将数据存入二维码相应时间，随时追溯。
在本实用新型中，提供一种监控过程。
在实际使用环境中，连续焊接若干产品(如铝合金6061)的若干位置(各位置的距离不应过小)，且各位置扫描图形不同(如圆形、矩形、三角形等)；
将数据异常的位置编号输入软件进行过滤；
启动软件，生成合格数据的包络线202，即上限曲线和下限曲线；
装夹产品，开始焊接；
采集数据。等离子体曲线、反射激光能量曲线和熔池温度曲线均在包络线202范围内则判定焊缝合格，否则不合格；
产品数据录入二维码保存相应时间，随时追溯。
以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。