[实用新型]一种基于图像处理的激光焊驼峰缺陷的在线检测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于图像处理的激光焊驼峰缺陷的在线检测装置，所述装置包括激光器17、光纤、激光聚焦头1、支架14、工件2、夹具顶块3、夹具螺栓4、垫块5、夹具底板6、Y轴伺服电机7、Y轴滑轨8等结构；本实用新型检测结果作为调整工艺参数的可靠依据，可对驼峰缺陷进行快速准确的判断及有效消除；算法适应性好，可移植性强，灵活性和独立性程度较高，对缺陷识别精度较高，设备简单，具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及激光焊接质量在线检测领域，尤其涉及一种基于图像处理的激光焊驼峰缺陷的在线检测装置。

背景技术

焊接是制造业的基础工艺。与其它的焊接技术相比，激光焊接具有热输入量小、焊缝深宽比大、焊接速度快、柔性好、自动化程度高、无需真空环境等显著优点，已经广泛应用于核能、造船业、航空航天、国防武器、汽车制造业和铁路车辆制造等行业，被认为是21世纪最具发展前景的先进连接技术之一。尤其是在大功率激光焊接中，由于激光功率密度高、能量输入多、金属蒸汽、孔内气压、熔池流动等行为更具复杂性，极容易产生焊接缺陷，其中，驼峰作为常见缺陷之一，焊接过程中激光束热量集中形成的小孔底部未能持续打开，造成金属液体在小孔背部的堆积，形成了驼峰，其极大影响着焊缝质量及焊缝背部的平整美观，由于焊接过程中各个工艺参数存在复杂的耦合关系，目前此类缺陷的产生原因未能得到很好的解析和避免。

在激光焊接缺陷的检测方面，检索发现：专利《一种基于光谱信息的激光焊接缺陷的在线诊断方法》(申请号：201710361486.5) 基于光谱信息建立了特定的量化标准来判断缺陷的存在与否，不足之处是该方法对于驼峰缺陷未能起到很好的检测及抑制效果。专利《一种抑制万瓦级激光焊接上表面缺陷的方法》(申请号： 201510039722.2)设计了金属颗粒输送系统，可补足部分飞溅产生时材料的流失，减少焊缝塌陷的产生，但是对于驼峰缺陷的消除未能起到效果。目前在激光焊接工件的驼峰缺陷的检测及抑制方面未见相关专利。

因此我们致力于开发一种基于图像处理的激光焊驼峰缺陷的在线检测装置及方法，能对焊接过程中工件背部情况进行在线检测，以解决上述问题，有效消除驼峰缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种基于图像处理的激光焊驼峰缺陷的在线检测装置及方法，能对焊接过程中工件背部情况进行在线检测，可有效消除驼峰缺陷。

本实用新型所采用的技术方案：所述基于图像处理的激光焊驼峰缺陷的在线检测装置包括三轴滑台、夹具模块、控制模块、激光器、光纤、激光聚焦头、支架、装置底板；三轴滑台上面安装有夹具底板，夹具底板上安装有夹具模块，三轴滑台上面所安装的支架上还安装有激光聚焦头，通过光纤与激光器相连，高速摄像头前加装滤光片。

所述的三轴滑台包括，X轴滑轨、X轴伺服电机、Y轴滑轨、Y 轴伺服电机、Z轴滑轨；具体连接是，装置底板上安装有X轴滑轨， X轴滑轨的端部安装有X轴伺服电机，X轴滑轨的滑块上安装有Y 轴滑轨，Y轴滑轨的端部安装有Y轴伺服电机，Y轴滑轨的滑块上安装有夹具底板，装置底板上还竖直安装有Z轴滑轨，Z轴滑轨的端部安装有Z轴伺服电机，Z轴滑轨的滑块上安装有支架。

所述的夹具模块包括，夹具底板、垫块、工件、夹具顶块、夹具螺栓；具体连接是，夹具底板上安装两个垫块，垫块上安放工件，夹具顶块压紧工件并由夹具螺栓锁紧。

所述的控制模块包括，X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、运动控制单元、激光器、冷却系统、高速摄像头、工控机、监视器；具体连接是，X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机分别与运动控制单元相连，工控机19分别与运动控制单元、激光器、冷却系统、高速摄像头连接，工控机还与监视器连接。

具体的，调整方式分为两种，第一种是通过调整焊接速度来抑制驼峰，第二种是通过调整离焦量来抑制驼峰。