CN208572220U - 一种振镜视觉装置 - Google Patents

Abstract

本案公开一种振镜视觉装置，包括安装板、摄像装置、振镜、场镜、视觉方头和视觉调节机构。视觉方头安装在安装板上，并且视觉方头与安装板围合有中空腔体，振镜位于该中空腔体中，且振镜上镀有增透膜，使焊接产品在摄像装置中的成像清晰。场镜固定在安装板相对于振镜的一侧；摄像装置固定在视觉调节机构上，摄像装置包括工业镜头；视觉方头上设有视觉通孔，以使工业镜头的视场穿过视觉通孔到达焊接产品表面，方便摄像装置直接抓拍焊接产品。视觉调节机构设置在视觉方头上并且靠近视觉通孔，视觉调节机构可沿着工业镜头的轴向方向及径向方向进行调整，使其视场范围可变，其结构简单，调节精度高，辅助摄像装置精确获取焊接产品表面的图像。

Description

一种振镜视觉装置

技术领域

本实用新型实施例涉及激光加工设备技术领域，具体涉及振镜视觉技术领域，特别是一种振镜视觉装置。

背景技术

现有技术的激光焊接系统中，摄像装置的光路和激光光路是同轴设置的，受振镜尺寸限制，摄像装置获取的产品图像范围受限。另外，由不同焦距的场镜及工业镜头搭配，摄像装置所能观测到的视场范围也是固定不可调节的，如210mm焦距的场镜搭配50mm焦距的工业镜头得到的视场范围为24mm×18mm，那么可观察到焊接产品的焊缝范围也就是24mm×18mm。当然，也可以借助外在辅助装置来将视场范围放大或者缩小，但是这也增加了设备的成本，并且外在辅助设备的调节不精确，也不能满足客户的需求。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题是：现有激光打标设备的振镜视觉装置视场范围不可调节的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例所述的一种振镜视觉装置，采用了如下所述的技术方案：

一种振镜视觉装置，包括：安装板、摄像装置、振镜、场镜、视觉方头和视觉调节机构；

所述视觉方头安装在所述安装板上，并且所述视觉方头与所述安装板围合有中空腔体；

所述场镜固定在所述安装板相对于所述振镜的一侧；

所述摄像装置固定在所述视觉调节机构上，且所述摄像装置包括工业镜头；

所述视觉方头设有视觉通孔，所述振镜设置在所述中空腔体内且对应所述视觉通孔，所述工业镜头的视场依次穿过所述视觉通孔、所述Y振镜和所述场镜到达焊接产品；

所述视觉调节机构设置在所述视觉方头上并且靠近所述视觉通孔，所述视觉调节机构沿着所述工业镜头的轴向方向以及径向方向移动所述摄像装置，以调整所述工业镜头穿过所述视觉通孔的视场范围。

在本实用新型实施例中，所述视觉调节机构包括轴向调节块和径向调节块；

所述径向调节块固定在所述视觉方头上，与所述工业镜头的径向方向平行设置；

所述轴向调节块滑动设置在所述径向调节块上，与所述工业镜头的轴向方向平行设置，且所述摄像装置固定在所述轴向调节块上；

所述径向调节块带动所述轴向调节块沿径向方向移动，并通过所述轴向调节块自身带动所述摄像装置沿轴向方向移动。

在本实用新型实施例中，所述轴向调节块和所述径向调节块皆设有多块，多块所述轴向调节块依次连接，多块所述径向调节块也依次连接；且所述轴向调节块和所述径向调节块相邻处采用滑动连接。

在本实用新型实施例中，每一所述径向调节块和所述轴向调节块上均设有腰型槽，在其相邻的所述径向调节块或者所述轴向调节块对应所述腰型槽设有固定孔，相邻的所述径向调节块或者所述轴向调节块采用固定装置固定于所述固定孔中。

在本实用新型实施例中，所述径向调节块包括第一调节块和第二调节块；

所述第一调节块与所述视觉方头远离所述安装板的一侧滑动连接；所述第二调节块与所述第一调节块滑动连接，所述第二调节块还与所述轴向调节块滑动连接；

所述第一调节块在所述视觉方头远离所述安装板的一侧沿着所述工业镜头的径向方向移动；

所述第二调节块在所述第一调节块上沿着所述工业镜头的径向方向移动。

在本实用新型实施例中，所述轴向调节块包括第三调节块和第四调节块；

所述第三调节块与所述第二调节块滑动连接，所述第四调节块与第三调节块滑动连接，所述摄像装置固定在所述第四调节块上；

所述第三调节块在所述第二调节块沿着所述工业镜头的轴向方向移动所述摄像装置，所述第四调节块在所述第三调节块上沿着所述工业镜头的轴向方向移动所述摄像装置。

在本实用新型实施例中，所述第二调节块包括轴向块和径向块；

所述径向块与所述第一调节块滑动连接；所述轴向块与所述第三调节块滑动连接；

所述径向块在所述第一调节块上沿着所述工业镜头的径向方向移动，所述第三调节块沿着所述工业镜头的轴向方向移动。

在本实用新型实施例中，所述第一调节块、所述第二调节块和所述第三调节块上均设有腰型槽，所述视觉方头远离所述安装板的一侧、所述第一调节块、所述第三调节块和第四调节块对应所述腰型槽设有固定孔，以使在完成轴向或者径向调节后，用固定装置固定在所述固定孔中。

在本实用新型实施例中，所述视觉方头的侧面还开设有用于通过激光的激光通孔，所述振镜包括X振镜和Y振镜，所述X振镜和Y振镜均设置在所述中空腔体中，且所述X振镜对应所述激光通孔，所述Y振镜对应所述视觉通孔，所述工业镜头的视场依次穿过所述视觉通孔、所述Y振镜和所述场镜到达焊接产品。

在本实用新型实施例中，所述Y振镜镀有增透膜。

与现有技术相比，本实用新型实施例主要有以下有益效果：

本实用新型实施例公开了一种振镜视觉装置，包括安装板、摄像装置、振镜、场镜、视觉方头和视觉调节机构。其中，视觉方头安装在安装板上，并且视觉方头与安装板围合有中空腔体，振镜位于所述中空腔体中，且振镜上镀有增透膜，使被焊接实物在相机中清晰成像。场镜则固定在安装板相对于振镜的一侧，摄像装置固定在视觉调节机构上。摄像装置包括工业镜头，视觉方头对应中空腔体设有视觉通孔，工业镜头的视场依次穿过视觉通孔、振镜和场镜到达焊接产品表面，摄像装置可直接抓拍焊接产品。视觉调节机构设置在视觉方头上并且靠近视觉通孔，视觉调节机构沿着工业镜头的径向方向及轴向方向调整工业镜头穿过视觉通孔的视场范围，其结构简单，调节精度高，辅助摄像装置精确获取焊接产品表面相应范围的图像。

附图说明

图1本实用新型实施例所述振镜视觉装置的结构示意图；

图2本实用新型实施例所述振镜视觉装置的部分结构的示意图；

图3为本实用新型实施例所述振镜视觉装置的视觉方头的示意图；

图4为本实用新型实施例所述第二调节块的结构示意图。

附图标记说明：

10-安装板、20-摄像装置、30-振镜、40-场镜、50-视觉方头、60-视觉调节结构、61-径向调节块、62-轴向调节块、21-相机、22-工业镜头、101-腰型槽、102-固定孔、501-激光通孔、502-视觉通孔、601-第一调节块、602-第二调节块、603-第三调节块、604-第四调节块、6021-轴向块、6022-径向块。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“上”、“下”、“上端”、“下端”、“底部”、“顶部”等仅表示了各部件之间的相对位置关系，当进行翻转或旋转时，这一相对位置关系可能会发生颠倒或变化。

本实用新型的权利要求书、说明书以及说明书附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

参考图1本实用新型实施例所述振镜视觉装置的结构示意图；参考图2，本实用新型实施例所述振镜视觉装置的部分结构的示意图；参考图3，为本实用新型实施例所述振镜视觉装置的视觉方头的示意图。

请参阅图1，振镜视觉装置包括安装板10、摄像装置20、振镜30、场镜40、视觉方头50和视觉调节机构60。其中，视觉方头50固定在安装板10上，并与安装板10围合成中空腔体，振镜30设置在该中空腔体中，场镜40安装在安装板10背离振镜30的一侧。

结合图1-图3所示，摄像装置20包括相机21和工业镜头22，相机21固定在视觉调节机构60上，工业镜头22设置在相机21上。视觉方头50远离安装板10的一侧设有视觉通孔502，视觉调节机构60安装在视觉方头50上并且靠近视觉通孔502，使得工业镜头22的视场穿过视觉通孔502。另外，工业镜头22穿过视觉通孔502的视场范围随着视觉调节机构60移动摄像装置20调节工业镜头22和视觉通孔502的相对位置发生变化。

在本实施例中，如图3所示，视觉方头50的一侧壁设有激光通孔501，振镜片30包括X振镜和Y振镜，X振镜固定在与视觉方头50固定连接的X电机上，Y振镜固定在视觉方头50固定连接的Y电机上。并且X振镜对应该激光通孔501，Y振镜对应视觉通孔502，同时场镜40也与Y振镜相对应。工业镜头22的视场依次经过视觉通孔502、振镜30和Y振镜到达焊接产品的表面。

在本实施例中，焊接激光光路为：激光→激光通孔501→X振镜→Y振镜→场镜40→焊接产品。

焊接时，激光从激光通孔501进入视觉方头50中的X振镜上，并从X振镜上反射至Y振镜30上，再由Y振镜30反射到场镜40，然后由场镜40透射到焊接产品表面。

在传统的视觉装置中，一般通过更换焦距更小的工业镜头22以获取更大的视场范围。但是，往往存在X、Y振镜片尺寸或者通光孔径大小限制等影响，导致可观测到的视场范围不够大。

而在本实施例中，摄像装置20的光路为：焊接产品→场镜→Y振镜→工业镜头22→相机21。

如此，相机21光路不经过X振镜，本实用新型简化了摄像装置20的光路，同时避免了因X振镜尺寸大小受限而对视场范围造成的影响。并且，本实施例可通过视觉调节机构60调节工业镜头22相对视觉通孔502的位置达到调节视场范围的目的。

进一步地，Y振镜镀有增透膜，增强焊接产品自身反射的光线透过Y振镜的透过率，使焊接产品在相机21中成像更清晰。另外，在本实施例中，随着视场范围变大，摄像装置20可以配置更高像素的相机21，进而提高视觉精度。

请继续参阅图1，所述视觉调节机构60包括若干调节块(至少两块)，其中，一块调节块与所述视觉方头50滑动连接，一块调节块与所述摄像装置20固定，相邻两块调节块都为滑动连接。即每一块调节块都是可以相对移动的，其都是在相邻的调节块上移动。通过所述调节块之间的相对移动，进而调节所述工业镜头22和所述视觉通孔502的相对位置。

具体地，这些调节块，其中一些为径向调节块61，用于调节所述工业镜头22与所述视觉通孔502的径向距离。其余为轴向调节块62，用于调节所述工业镜头22与所述视觉通孔502的轴向距离。

进一步地，全部所述径向调节块61依次连接，全部所述轴向调节块62依次连接，并且，其中一块所述径向调节块61与其中一块所述轴向调节块62连接。具体地，每一所述径向调节块61依次沿着工业镜头22的轴线方向上层叠连接，每一所述轴向调节块62依次沿着工业镜头22的径向方向上层叠连接。优选的，径向调节块61与轴向调节块62垂直设置。

进一步地，所述径向调节块61按照所述工业镜头22的一个径向方向放置并安装，以便每一块所述径向调节块61在另一块所述径向调节块61上沿着所述工业镜头22的径向移动，从而调节所述工业镜头22与所述视觉通孔502的径向距离。

相同原理的，所述轴向调节块62按照所述工业镜头22的轴向方向放置和安装，以每一块所述轴向调节块62在另一块所述轴向调节块62上沿着所述工业镜头22的轴向移动，从而调节调节所述工业镜头22与所述视觉通孔502的轴向距离。

更进一步地，所述调节块在相对移动调整相对位置后，彼此之间用螺钉固定，以保持摄像装置20获取的视场范围不变化，同时，也便于安装和拆卸调节板。

具体地，所述调节块上设有腰型槽，相邻的一调节块对应其上的所述腰型槽设有固定孔，在相邻两调节块调整好相对位置后，用螺钉依次穿多腰型槽固定孔将两调节块固定。

在本实施例中，所述径向调节块61设置在所述视觉方头50之上，所述轴向调节块62设置在所述径向调节块61之上，摄像装置20设置在所述轴向调节块上。具体地，一块所述径向调节块61与所述视觉方头50远离所述安装板10的一侧滑动连接，其余所述径向调节块61依次滑动连接，一块所述轴向调节块62与其中另一块所述径向调节块61滑动连接，其余所述轴向调节块62依次滑动连接，并且摄像装置20固定在最后一块所述轴向调节块62上。如此，使得沿着所述工业镜头22的径向设置的所述径向调节块61和轴向设置的所述轴向调节块62的结构比较稳定，使得摄像装置20在抓拍过程中不易晃动，从而降低外界因素对摄像装置20拍摄效果的影响。

进一步地，为提高视觉调节机构60的调节精度以及简化视觉调节机构60的结构，径向调节块61和轴向调节块62各设置有2块调节块。如图2所示，径向调节块61包括第一调节块601和第二调节块602，轴向调节块62包括第三调节块603和第四调节块604。所述第一调节块601、所述第二调节块602、所述第三调节块603和所述第四调节块604从下往上依次滑动连接。

具体地，所述第一调节块601与所述视觉方头50远离所述安装板10的一侧滑动连接，所述第二调节块602沿着所述工业镜头22的轴向层叠在所述第一调节块601上。所述第三调节块603与所述第二调节块602滑动连接，所述第四调节块604沿着工业镜头22的径向层叠在所述第三调节块603。

请继续结合图2和图3，所述视觉方头50远离所述安装板10的一侧靠近所述视觉通孔502对应所述第一调节块601设有两排固定孔102，所述第一调节块601对应所述固定孔102设有两个腰型槽101，在所述腰型槽101内对应的其中一对所述固定孔102用螺钉将所述第一调节块601固定在所述视觉方头50相应的位置。这样可通过所述固定孔102使所述第一调节块601可滑动地安装在对应所述视觉方头50的位置，进而根据所述摄像装置20的需求进行调节所述工业镜头22与所述视觉通孔502的径向距离。

进一步地，所述第一调节块601在其上的两个所述腰型槽101内侧也设有两排固定孔102，所述第二调节块602对应所述固定孔102也设有两排横向的所述腰型槽101，以使所述第二调节块602滑动的安装在所述第一调节块601相应的位置，然后用螺钉固定所述第一调节块601和第二调节块602。如此，可在所述第一调节块601调节的基础上，进一步精确调节所述工业镜头22和所述视觉通孔502的径向距离。

进一步地，所述第二调节块602上还对应所述第三调节块603设有两排纵向设置的所述腰型槽101，所述第三调节块603对应所述第二调节块602上的所述腰型槽101设有固定孔102，所述第三调节块603滑动安装在所述第二调节块602的相应的位置。

更进一步地，所述第三调节块603上对应所述第四调节块604设有一个所述腰型槽101，所述第四调节块604上对应所述腰型槽101设置一排固定孔102，以使所述第四调节块604滑动安装在所述第三调节块603相应的位置。

此外，所述第二调节块602为最后一块径向调节块，其需作为一块转向块，既使摄像装置20沿着所述工业镜头22径向方向移动，又可使摄像装置20能沿着所述工业镜头22的轴向方向移动。否则，径向调节块61和轴向调节块62之间还得另外设置一块连接块进行连接。如此，使得视觉调节机构60的结构复杂化，也对视觉调节机构60的稳定性造成影响。

具体地，请参阅图2和图4，所述第一调节块601、所述第三调节块603和所述第四调节块604均为矩形块，所述第二调节块602为L形块，包括轴向块6021和径向块6022，且轴向块6021和径向块6022一体成型并相互垂直。其中，所述第三调节块603和所述第四调节块604以及所述轴向块6021均是平行于所述工业镜头22的轴向设置；所述径向块6022平行于所述第一调节块601，其按照所述工业镜头22的其中一径向设置。

更具体地，请继续参阅图4，径向块6022设有腰型槽101a，轴向块6021设有腰型槽101b，腰型槽101a对应第一调节块601的固定孔102；长边上的腰型槽101b对应第三调节块603的固定孔102。如此，第二调节块602既能径向移动，又提供第三调节块603轴向移动的空间。从而，视觉调节机构60不必再另外设置连接径向调节块61和轴向调节块62的连接装置/连接块，其结构简单，操作简便。

进一步地，工业镜头22的轴向调节范围为0-150mm。具体地，第四调节块604在第三调节块603上的移动范围为70mm，第三调节块603在第二调节块602上的移动范围为80mm。本实用新型便于调节摄像装置20的视场范围，并且调节精度高。

在本实施例中，上述所述腰型槽101的长度应当大于一排上相邻的两个所述固定孔102之间的间距，以使所述调节块在移动任意距离后，所述腰型槽101内均对应有所述固定孔102，以便固定相邻的两块调节块或者所述第一调节块601和所述视觉方头50。

在本实用新型实施例中，视觉调节机构60用于调节工业镜头22和视觉通孔502的相对位置来调节工业镜头22穿过视觉通孔502的视场范围，进而调节摄像装置20获取的焊接产品的焊缝范围。其调节精度高，通过精确获取相应的焊接产品表面的焊缝范围，从而提高焊接质量。

可以理解的，摄像装置20要获取大的视场范围，则工业镜头22和视觉通孔502应当处于同一轴线上，以使所述工业镜头22的视场尽可能的通过视觉通孔502，从而摄像装置20能够获取完整的焊缝图像。否则，若是工业镜头22与视觉通孔502不在同一轴线上的话，工业镜头22的部分视场就会被视觉方头50遮挡，工业镜头22的视场范围缩小，进而摄像装置20获取的焊缝范围图像也缩小，进而影响焊接效果。

进一步地，在工业镜头22与视觉通孔502在同一轴线的基础性上，若想获取更大范围的焊接产品的焊缝范围，应当调整工业镜头22与视觉通孔502的轴向方向的相对距离。工业镜头22与视觉通孔502的距离越小，工业镜头22穿过视觉通孔502的范围越大，则摄像装置20获取的焊接产品的焊缝范围越大。相反的，工业镜头22与视觉通孔502的距离越长，工业镜头22穿过视觉通孔502的视场就越少，则摄像装置20获取的焊接产品的焊缝范围小。

本实用新型不限于上述实施方式，以上是本实用新型的优选实施方式，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些等价形式的改进和修饰也应视为包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种振镜视觉装置，其特征在于，包括：安装板、摄像装置、振镜、场镜、视觉方头和视觉调节机构；

所述视觉方头安装在所述安装板上，并且所述视觉方头与所述安装板围合有中空腔体；

所述场镜固定在所述安装板相对于所述振镜的一侧；

所述摄像装置固定在所述视觉调节机构上，且所述摄像装置包括工业镜头；

所述视觉方头设有视觉通孔，所述振镜设置在所述中空腔体内且对应所述视觉通孔，所述工业镜头的视场依次穿过所述视觉通孔、所述振镜和所述场镜到达焊接产品的表面；

所述视觉调节机构设置在所述视觉方头上并且靠近所述视觉通孔，所述视觉调节机构沿着所述工业镜头的轴向方向以及径向方向移动所述摄像装置，以调整所述工业镜头穿过所述视觉通孔的视场范围。

2.根据权利要求1所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述视觉调节机构包括轴向调节块和径向调节块；

所述径向调节块固定在所述视觉方头上，与所述工业镜头的径向方向平行设置；

所述轴向调节块滑动设置在所述径向调节块上，与所述工业镜头的轴向方向平行设置，且所述摄像装置固定在所述轴向调节块上；

所述径向调节块带动所述轴向调节块沿径向方向移动，并通过所述轴向调节块自身带动所述摄像装置沿轴向方向移动。

3.根据权利要求2所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述轴向调节块和所述径向调节块皆设有多块，多块所述轴向调节块依次连接，多块所述径向调节块也依次连接；且所述轴向调节块和所述径向调节块相邻处采用滑动连接。

4.根据权利要求3所述的振镜视觉装置，其特征在于，每一所述径向调节块和所述轴向调节块上均设有腰型槽，在其相邻的所述径向调节块或者所述轴向调节块对应所述腰型槽设有固定孔，相邻的所述径向调节块或者所述轴向调节块采用固定装置固定于所述固定孔中。

5.根据权利要求3所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述径向调节块包括第一调节块和第二调节块；

所述第一调节块与所述视觉方头远离所述安装板的一侧滑动连接；所述第二调节块与所述第一调节块滑动连接，所述第二调节块还与所述轴向调节块滑动连接；

所述第一调节块在所述视觉方头远离所述安装板的一侧沿着所述工业镜头的径向方向移动；

所述第二调节块在所述第一调节块上沿着所述工业镜头的径向方向移动。

6.根据权利要求5所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述轴向调节块包括第三调节块和第四调节块；

所述第三调节块与所述第二调节块滑动连接，所述第四调节块与第三调节块滑动连接，所述摄像装置固定在所述第四调节块上；

所述第三调节块在所述第二调节块沿着所述工业镜头的轴向方向移动所述摄像装置，所述第四调节块在所述第三调节块上沿着所述工业镜头的轴向方向移动所述摄像装置。

7.根据权利要求6所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述第二调节块包括轴向块和径向块；

所述径向块与所述第一调节块滑动连接；所述轴向块与所述第三调节块滑动连接；

所述径向块在所述第一调节块上沿着所述工业镜头的径向方向移动，所述第三调节块沿着所述工业镜头的轴向方向移动。

8.根据权利要求6-7任一项所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述第一调节块、所述第二调节块和所述第三调节块上均设有腰型槽，所述视觉方头远离所述安装板的一侧、所述第一调节块、所述第三调节块和第四调节块对应所述腰型槽设有固定孔，以使在完成轴向或者径向调节后，用固定装置固定在所述固定孔中。

9.根据权利要求1所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述视觉方头的侧面还开设有用于通过激光的激光通孔，所述振镜包括X振镜和Y振镜，所述X振镜和Y振镜均设置在所述中空腔体中，且所述X振镜对应所述激光通孔，所述Y振镜对应所述视觉通孔，所述工业镜头的视场依次穿过所述视觉通孔、所述Y振镜和所述场镜到达焊接产品。

10.根据权利要求9所述的振镜视觉装置，其特征在于，所述Y振镜镀有增透膜。