一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊缝检测领域，具体涉及一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统。
[0002]
【背景技术】
[0003]在加工制造业飞速发展的今天，细微对接焊缝的精密自动化焊接技术应用越来越广泛。这种细微对接焊缝通常不开坡口，焊缝间隙在0~lmm之内，焊缝错边或错口量为0~1_之内。在焊接这类焊缝时，工件定位系统或焊接系统稍有位置偏差，就会造成焊接缺陷，影响产量、降低效率。这就需要使用精密的焊缝检测设备，实时对焊缝进行检测。而这种焊缝特征不明显，使用常规视觉检测方法很难提取焊缝特征，且容易受到其他细微特征的干扰，难以实现实时、可靠、有效的高精度检测，影响了细微对接焊缝的自动化焊接技术的发展。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统。
[0006]根据本发明的一方面，提供了一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，包括:图像控制器，与所述图像控制器连接的成像装置，在所述成像装置的两侧分别设有一个照明光源发生装置，在所述成像装置的前方设有结构光光源发生装置，所述两个照明光源发生装置与竖直方向旋转α角度和β角度，所述结构光光源发生装置与竖直方向旋转γ角度，所述照明光源发生装置和结构光光源发生装置射出的光线经过被测件表面反射之后进入到成像装置，成像装置将图像数据传送给图像控制器，图像控制器将受到的图像处理后得到特征清晰的焊缝检测图像。
[0007]进一步的，所述成像装置为竖直放置的(XD相机或CMOS相机。
[0008]进一步的，所述照明光源发生装置为激光光源发生装置。
[0009]进一步的，所述α角度为10度-45度，β角度均为10度-45度。
[0010]进一步的，所述γ角度为30度-50度。
[0011]进一步的，所述结构光光源发生装置发出的光线为线结构光。
[0012]本发明的有益效果为:本发明结构简单、使用方便，该检测系统利用成像装置两侧的双路光源会聚到一处，实现细微对接焊缝的照明，不仅可以增加光照强度，使光强均匀，还可以消除单路光源照明产生阴影造成的间隙特征提取错误；成像设备前方的结构光光源倾斜入射，成像设备能够获得有形变量的结构光图像，从而提取间隙、错边(或错口)的特征；通过调整两侧光源和结构光光源的倾斜角度改变光线的入射角度，使成像设备观察到特征清晰的图像；通过调整两侧光源和结构光光源的倾斜角度改变光线的入射角度，实现不同位置焊缝的检测。
[0013]
【附图说明】
[0014]图1为带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统的结构示意图。
[0015]图2为图1的后视结构示意图。
[0016]图3为结构光光源发生装置、成像装置以及图像控制器的装配示意图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0019]图1至图3示意性地显示了根据本发明的一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统。
[0020]本实施例提供的一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，请参阅图1，包括:图像控制器3，与所述图像控制器3连接的成像装置I，该成像装置I为竖直放置的CCD相机或CMOS相机，在所述成像装置I的两侧分别设有一个照明光源发生装置21，该照明光源发生装置21为激光光源发生装置，在所述成像装置I的前方设有结构光光源发生装置22，所述结构光光源发生装置22发出的光线为线结构光，所述两个照明光源发生装置21与竖直方向旋转，所述α角度和β角度，其中该α角度和β角度优选均为10度-45度，即系可根据实际情况调整其角度的大小，如α角度可为10度、15度、20度、30度、35度、40度或45度等，如β角度可为10度、15度、20度、30度、35度、40度或45度等，所述结构光光源发生装置22与竖直方向旋转γ角度，所述γ角度优选为30度-50度，即系可根据实际需要调整其角度的大小，如γ角度可为30度、32度、35度、37度、40度、42度、45度、48度或50度等，所述照明光源发生装置21和结构光光源发生装置22射出的光线经过被测件O表面反射之后进入到成像装置1，成像装置I将图像数据传送给图像控制器3，图像控制器3将受到的图像处理后得到特征清晰的焊缝检测图像。
[0021]将需要检测的焊缝00放置在成像装置I的下方，打开设置在成像装置I两侧的照明光源发生装置21，设置在成像装置I前方的结构光光源发生装置22，两个照明光源发生装置21和结构光光源发生装置22工作分别射出光线，然后旋转调整照明光源发生装置21与竖直方向的角度α和角度β，照明光源发生装置21射出的两束光210在焊缝00处会聚，其第一反射光10经成像装置I的光学镜头在成像装置I上成像，旋转调整结构光光源发生装置22竖直方向的角度γ，结构光光线220延焊缝垂直方向照射，其第二反射光11经成像装置I的光学镜头在成像装置I上成像，并且不与照明光源发生装置21所成的像重合，成像装置I将成出的像传送给所述图像控制器3，图像控制器3将收到的像处理后获得高对比度的焊缝图像。再通过调整两个照明光源发生装置21的角度α和β可调整入射光的角度和会聚点的位置，从而对不同位置的焊缝都可以获得高对比度的图像，为了达到较好的检测效果，两条光路的会聚点应在焊缝位置附近，其角度应在10度?45度之间；通过调整结构光光源的角度γ可调整入射光的角度，从而对不同位置和不同错边(错口)量的焊缝都可以获得特征明显的图像，为了达到较好的检测效果，结构光光源照射在焊缝上的光线应在焊缝位置附近，其角度应在30度?50度之间本发明的有益效果为:本发明结构简单、使用方便，该检测系统利用成像装置I两侧的双路光源会聚到一处，实现细微对接焊缝的照明，不仅可以增加光照强度，使光强均匀，还可以消除单路光源照明产生阴影造成的间隙特征提取错误；成像设备前方的结构光光源倾斜入射，成像设备能够获得有形变量的结构光图像，从而提取间隙、错边(或错口)的特征；通过调整两侧光源和结构光光源的倾斜角度改变光线的入射角度，使成像设备观察到特征清晰的图像；通过调整两侧光源和结构光光源的倾斜角度改变光线的入射角度，实现不同位置焊缝的检测。
[0022]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，其特征在于，包括:图像控制器，与所述图像控制器连接的成像装置，在所述成像装置的两侧分别设有一个照明光源发生装置，在所述成像装置的前方设有结构光光源发生装置，所述两个照明光源发生装置与竖直方向旋转α角度和β角度，所述结构光光源发生装置与竖直方向旋转γ角度，所述照明光源发生装置和结构光光源发生装置射出的光线经过被测件表面反射之后进入到成像装置，成像装置将图像数据传送给图像控制器，图像控制器将受到的图像处理后得到特征清晰的焊缝检测图像。
2.根据权利要求1所述的带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，其特征在于，所述成像装置为竖直放置的CCD相机或CMOS相机。
3.根据权利要求1所述的带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，其特征在于，所述照明光源发生装置为激光光源发生装置。
4.根据权利要求1所述的带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，其特征在于，所述α角度为10度-45度，β角度均为10度-45度。
5.根据权利要求1所述的带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，其特征在于，所述γ角度为30度-50度。
6.根据权利要求1所述的带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，其特征在于，所述结构光光源发生装置发出的光线为线结构光。
【专利摘要】本发明公开了一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统，包括：图像控制器，与所述图像控制器连接的成像装置，在所述成像装置的两侧分别设有一个照明光源发生装置，在所述成像装置的前方设有结构光光源发生装置，所述两个照明光源发生装置与竖直方向旋转α角度和β角度，所述结构光光源发生装置与竖直方向旋转γ角度。该检测系统利用成像装置两侧的双路光源会聚到一处，实现细微对接焊缝的照明，不仅可以增加光照强度，使光强均匀，还可以消除单路光源照明产生阴影造成的间隙特征提取错误；通过调整两侧光源和结构光光源的倾斜角度改变光线的入射角度，实现不同位置焊缝的检测。
【IPC分类】G01N21-88
【公开号】CN104849284
【申请号】CN201510296040
【发明人】李俊明, 任韦, 李宏伟, 崔浩然, 刘长鹤, 张丹
【申请人】唐山英莱科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年6月3日