[发明专利]激光焊保护镜片缺陷检测装置

说明书

本发明公开了一种激光焊保护镜片缺陷检测装置，保护镜片设置于激光焊焊枪镜片组的最前端；焊枪的最前端设置出光光阑；包括镜片托架、光源、相机和控制器；镜片托架用于固定保护镜片，其以可拆卸的方式安装在激光焊焊枪上；光源设置于保护镜片和出光光阑之间，用于均匀照亮保护镜片的待测区域，其安装位置为镜片托架的侧壁、焊枪的内壁或单独的镜片托架；相机安装于激光焊焊枪的内部或外部，用于采集保护镜片的图像；控制器与光源电连接，能控制光源的开闭；控制器与相机电连接，能接收相机采集到的图像，并对图像进行处理，获知镜片是否存在缺陷，并将结果输出。该装置在保护镜片附近合适的位置增加光源，能有效提高检测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及光学设计与检测领域，具体涉及一种激光焊保护镜片缺陷检测装置。

背景技术

现今激光焊技术被广泛应用于生产制造业，特别是在精密加工制造中。为了防止外部粉尘、飞溅物进入焊枪内部，在焊接头处设置有保护镜片，在保护镜片前端设置有尺寸更小的透光孔，激光焊枪内部为封闭的“暗箱”，作业时的高温会产生“火花”飞溅，飞溅物会随机性地粘附在激光焊头内的保护镜片上，导致激光束的光路受阻，造成焊接质量的下降。

针对此问题，目前有的采用测量激光器输出功率的方法，有的通过判断镜片的温度变化进行检测，但这些方法都不够直观，无法得到飞溅物的具体分布情况。专利CN107643296B提供了一种同轴光照明的检测方法、专利CN109211939A提供了一种激光焊保护镜片的缺陷检测装置、模块及检测方法、专利CN110044849A提供了一种半封闭腔体内部缺陷检测装置；它们均采用图像检测，实现对保护镜片表面缺陷的智能化识别，提高了检测精度，但其均采用外部光源从透光孔向焊枪内部投射光线，照射保护镜片，光路容易受到焊枪内部镜片组的影响，采集的图像会存在光斑或测量区域过小的情况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光焊保护镜片缺陷检测装置，将光源设置在保护镜片和透光孔之间，消除使用外部光源易于在图像上形成光斑缺陷、影响检测结果的问题。同时，根据图像检测结果，能够实现对镜片的快速更换。

为此，本发明的技术方案如下：

一种激光焊保护镜片缺陷检测装置，保护镜片设置于激光焊焊枪镜片组的前端，用于防止焊枪内镜片被焊接飞溅物污染；焊枪的最前端设置出光光阑，供焊接使用的激光和用于引导位置的指示光通过；包括镜片托架、光源、相机和控制器；

所述镜片托架用于固定所述保护镜片，其以可拆卸的方式安装在激光焊焊枪上；

所述光源设置于保护镜片和出光光阑之间，用于均匀照亮所述保护镜片的待测区域，其安装位置为镜片托架的侧壁、焊枪的内壁或单独的镜片托架；

所述相机安装于激光焊焊枪的内部或外部，用于采集所述保护镜片的图像；

所述控制器与光源电连接，能控制光源的开闭；所述控制器与相机电连接，能接收所述相机采集到的图像，并对图像进行处理，获知镜片是否存在缺陷，并将结果输出。

进一步：所述光源为LED灯，优选为侧向发光LED，此时，LED灯两侧均设置有具有遮光作用的部件，用于防止LED灯的光线直接进入相机或照射到被保护镜片或出光光阑上；

所述具有遮光作用的部件为单独设置的遮光板、LED灯安装位置设置的凸起、镜片托架上对应位置起到遮光作用的部件。使用时，该具有遮光作用的部件中的一个可以为PCB板，用于为LED灯供电。

在LED灯两侧使用具有遮光作用的部件的目的是：①避免LED灯发射的光直接照射到相机镜头上或者照射到出光光阑上。因为保护镜片对大部分波段光的反射率比较高，有镜面效应，使得出光光阑在相机内产生成像，这会影响测量结果。②避免LED灯发射的光直接照射到被保护镜片上，这是因为被保护镜片表面有一定曲率，光照射到其表面可能通过镜面反射直接进入相机镜头，而一般镜面反射的光会比散射的光强很多，会造成部分区域光过爆，导致局部区域不可被检测。