一种基于平凸柱面透镜的激光焊接拼缝测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于平凸柱面透镜的激光焊接拼缝测量系统，包括光源、平凸柱面透镜、凸透镜、感光元件和数据采集单元，其中光源用于发出检测光照射至该拼缝并形成反射；平凸柱面透镜、凸透镜和感光元件的光轴相重合，并且该光轴与光源的光学中心线以及拼缝的方向向量均处于同一平面内；当照射至焊接拼缝的检测光形成反射后，反射光沿着光轴依次经过平凸柱面透镜和凸透镜，最后在感光元件上形成图像并由数据采集单元予以采集，相应获得反映拼缝特征的测量结果。本发明还公开了相应的测量方法。通过本发明，能够在拼缝宽度方向上执行几何细节的放大与保留，同时在拼缝长度方向上获得较大的图像采集范围，由此实现对激光焊接拼缝的高精度测量。

主权项

一种基于平凸柱面透镜的激光焊接拼缝测量系统，其特征在于，该系统包括光源(1)、平凸柱面透镜(2)、凸透镜(3)、感光元件(4)和数据采集单元，其中：所述光源(1)设置在作为测量对象的激光焊接拼缝(9)的上方一侧，用于发出检测光照射至该激光焊接拼缝(9)并形成反射；所述平凸柱面透镜(2)、凸透镜(3)和感光元件(4)依次设置在所述激光焊接拼缝(9)上方的另外一侧，三者的光轴相重合，并且该光轴与所述光源(1)的光学中心线以及所述激光焊接拼缝(9)的方向向量均处于同一平面内；其中，所述平凸柱面透镜(2)和所述凸透镜(3)相互配合共同组成放大倍数达到2倍及以上的成像透镜组件，并且所述平凸柱面透镜(2)的轴向子午线被设定为与所述激光焊接拼缝(9)所在曲面的法矢呈夹角、且其在所述激光焊接拼缝(9)局部表面的投影与该焊接拼缝的延伸方向相平行，所述平凸柱面透镜(2)的屈光子午线则被设定为与所述激光焊接拼缝(9)的宽度方向相平行；以此方式，当照射至所述激光焊接拼缝(9)的检测光形成反射后，反射光沿着所述光轴依次经过平凸柱面透镜(2)和凸透镜(3)，最后在感光元件(4)上形成图像，由此使得在激光焊接拼缝的宽度方向上执行几何细节的放大和保留的同时，还使得在激光焊接拼缝的延伸方向上获得较大的图像采集范围；所述数据采集单元用于对所述感光元件(4)上所形成的图像予以采集，并基于图像采集数据相应获得反映所述激光焊接拼缝几何特征的测量结果。