(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210528216.X (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 王念峰　傅钰　张宪民　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 王东东 (51)Int.Cl. B23K 37/00(2006.01) B23K 31/12(2006.01) G01N 21/84(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种用于焊接纠偏与焊缝表面质 量检测的 结构光传感器 (57)摘要 本发明公开了一种用于焊接纠偏与焊缝表 面质量检测的结构光传感器， 包括激光器、 第一 反射镜、 第二反射镜、 工业相机、 分光镜及滤光 镜， 所述激光器发射一束激光， 经由分光镜投射 出水平方向及竖直方向激光线， 所述水平方向激 光线经过第二反射镜反射， 所述竖直方向激光线 经过第一反射镜反射， 投射到待测物体表面。 由 待测物体表面反射的两条反射激光线输入两片 滤光镜， 使得激光线反射光射入工业相机。 本发 明结构简单紧凑， 可调节性强， 可适用于机器人 自动焊接中复杂工件的场合。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114888488 A 2022.08.12 CN 114888488 A 1.一种用于焊接纠偏与焊缝表面质量检测的结构光传感器， 其特征在于， 包括激光器、 第一反射镜、 第二反射镜、 工业相机、 分光镜及滤光镜， 所述激光器发射一束激光线， 经由分 光镜投射出水平方向激光线及竖直方向激光线， 所述水平方向激光线经过第二反射镜反 射， 所述竖直方向激光线经过第一反射镜反射， 两条反射激光线投射到待测工件表面后输 入两片滤光镜， 工业相机采集滤光镜滤光后激光线图片。 2.根据权利要求1所述的结构光传感器， 其特征在于， 所述水平方向激光线经过第 二反 射镜反射， 其反射 光线与工业相机光轴呈10度射出； 所述激光线经 过第一反射镜反射， 其反射 光线与工业相机光轴呈3 5度射出。 3.根据权利要求1所述的结构光传感器， 其特 征在于， 两片滤光镜呈120度夹角。 4.根据权利要求1所述的结构光传感器， 其特征在于， 所述分光镜的中心线与激光器的 中心线呈45度夹角。 5.根据权利要求1所述的结构光传感器， 其特征在于， 所述激光器的中心轴线、 工业相 机的光轴 、 两个反射镜的中心线、 滤光镜的中心线及分光镜的中心线均在同一平面内。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的结构光传感器， 其特征在于， 还包括： 传感器底板、 传 感器上侧板、 传感器左侧板、 传感器右侧板传感器顶板； 所述激光器通过激光器套作固定在传感器底板上， 所述工业相机通过散热架固定在传 感器底板上， 滤光镜设置在 传感器底板上； 所述第一反射镜通过第 一反射镜夹持机构固定在传感器顶板上， 所述第 二反射镜通过 第二反射镜夹持机构固定， 所述第二反射镜夹持机构设置在手动转台的转台台面上， 所述 手动转台安装在 传感器底板上。 7.根据权利要求6所述的结构光传感器， 其特征在于， 所述滤光镜设置在传感器底板 上， 具体为： 所述滤光镜安装在可拆卸式滤光镜夹持机构上， 所述可拆卸式滤光镜夹持机构设置在 滤光镜接口机构， 所述滤光镜 接口机构设置在 传感器底板上。 8.根据权利要求7所述的结构光传感器， 其特征在于， 还包括有机玻璃板， 呈长方形， 两 片平行于滤光镜安装， 所述有机玻璃板设置在可拆卸滤光镜 夹持机构的矩形滑槽内。 9.根据权利要求6所述的结构光传感器， 其特征在于， 还包括用于连接焊枪的传感器夹 持块， 设置在 传感器底板 。 10.根据权利要求9所述的结构光传感器， 其特征在于， 所述传感器夹持块分为左右两 部分， 两部分中间设置有半圆形凹槽， 两 部分通过绝 缘套筒固定。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114888488 A 2一种用于焊接纠偏与焊缝 表面质量 检测的结构光传感器 技术领域 [0001]本发明涉及机器人焊接技术领域， 具体涉及一种用于焊接纠偏与焊缝表面质量检 测的结构光传感器。 背景技术 [0002]随着工业自动化水平的提高， 对产品焊接质量的要求越来越高。 基于视觉 的自动 化焊接成为了工业自动化焊接的主要发展方向。 在视觉引导的自动化焊接中， 精确定位焊 缝与纠偏焊接机器人焊接位置是保证焊接质量的关键； 同时， 焊接工艺的错误选择， 会影响 焊缝的表面质量。 通过实时检测焊缝表面质量， 可以根据检测结果 实时调整焊接工艺。 因此 焊接纠偏与焊缝表面质量检测传感器技 术是提高自动化焊接质量的前提。 [0003]目前， 应用于焊接机器人上的视觉传感器多种多样， 但其中主动视觉传感器结构 简单， 易于实现。 主动视觉传感器需要配备成像光源， 然后通过工业相机捕获光源投射位置 处的图像信息。 线结构光具有亮度高； 方向性好， 不会发散； 相干性好， 不容易被干涉等特 点， 可以有效克服焊接过程所产生的弧光、 飞溅与烟雾等的影响， 因此被广泛应用在 主动视 觉传感器中。 [0004]目前， 大多数激光传感器都是固定在焊枪上， 只具备焊缝识别与焊接纠偏的功能， 且体积较大， 不能很好地应对复杂的工件焊接场景。 因为只具备焊缝识别与焊接纠 偏的功 能， 这样就不能在焊接的同时， 完成对焊好的焊缝表面进行质量检测， 从而达到实时调成焊 接工艺参数的目的。 发明内容 [0005]为了克服现有技术存在的缺点与不足， 本发明提供一种用于焊接纠偏与焊缝表面 质量检测的结构光传感器。 [0006]本发明仅使用一个结构光发射器， 就可发射两条线结构光， 分别用于焊接纠偏与 焊缝表面质量检测。 [0007]本发明采用如下技 术方案： [0008]一种用于焊接纠偏与焊缝表面质量检测的结构光传感器， 包括激光器、 第一反射 镜、 第二反射镜、 工业相机、 分光镜及滤光镜， 所述激光器发射一束激光线， 经由分光镜投射 出水平方向激光线及竖直方向激光线， 所述水平方向激光线经过第二反射镜反射， 所述竖 直方向激光线 经过第一反射镜反射， 两条反射激光线投射到待测工件表面后输入两片滤光 镜， 工业相机采集滤光镜滤光后激光线图片。 [0009]进一步， 所述水平方向激光线经过第二反射镜反射， 其反射光线与工业相机光轴 呈10度射出； [0010]所述激光线经 过第一反射镜反射， 其反射 光线与工业相机光轴呈3 5度射出。 [0011]进一步， 两片滤光镜呈120度夹角。 [0012]进一步， 所述分光镜的中心线与激光器的中心线呈45度夹角。说　明　书 1/4 页 3 CN 114888488 A 3