技术特征：
1.一种基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量装置，其特征在于，包括激光发生组件、分光镜(8)、扫描组件和检测组件，其中：所述激光发生组件用于同时发生n路激光束，n≥2，该n路激光束被所述分光镜(8)反射到所述扫描组件处；所述扫描组件包括振镜(7)，n路激光束分别经振镜(7)扫描后会聚到待焊工件(19)上，在待焊工件(19)拼缝处形成n条激光条纹，进而激光经待焊工件(19)反射按原路回到分光镜(8)处，且激光在扫描组件处偏振方向发生改变，因而返回分光镜(8)后不反射直接进入所述检测组件；所述检测组件包括依次设置的滤光片(13)、第二物镜(14)、检测板和光电倍增管(16)，所述检测板上开设有n个小孔(15)，该n个小孔(15)与n条激光条纹一一对应；返回分光镜(8)的激光经滤光片(13)后，由第二物镜(14)聚焦到小孔(15)处，经过小孔(15)的光信号被光电倍增管(16)接收并转化为电信号，根据该电信号合成得到拼缝图像。2.如权利要求1所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量装置，其特征在于，n路激光束在待焊工件(19)上聚焦形成的n个激光聚焦点与n个小孔(15)在光学上共轭。3.如权利要求1所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量装置，其特征在于，所述激光发生组件包括激光光源(1)、准直透镜(2)、反射光栅(4)、平面镜(3)和第一中继透镜，所述激光光源(1)用于产生照明用的激光，所述准直透镜(2)用于将激光准直为激光束；所述反射光栅(4)用于将准直后的激光束分为n路能量相同的激光，n路激光束的交点在反射光栅(4)上，n路激光束由所述平面镜(3)反射后，经所述第一中继透镜会聚到所述分光镜(8)。4.如权利要求3所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量装置，其特征在于，所述扫描组件包括依次设置的振镜(7)、第二中继透镜、波片(11)和第一物镜(12)，n路激光束分别经振镜(7)扫描后，通过第二中继透镜到达波片(11)处，激光的偏振方向被波片(11)改变；进而激光被第一物镜(12)会聚到待焊工件(19)上，在待焊工件(19)拼缝处形成n条激光条纹。5.如权利要求4所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量装置，其特征在于，所述第一中继透镜和第二中继透镜均包括两个同轴设置的凸透镜。6.如权利要求1-5任一项所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量装置，其特征在于，还包括控制组件，该控制组件包括高速模拟信号输入输出控制卡(17)和工业计算机(18)，所述高速模拟信号输入输出控制卡(17)的各模拟量输入通道按相同时序采集光电倍增管(16)产生的电信号，进而工业计算机(18)对该电信号进行处理并合成拼缝图像。7.一种基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的装置实现，包括如下步骤：所述激光发生组件同时发生n路激光束，该n路激光束被分光镜(8)反射到振镜(7)处；振镜(7)高速振动，n路激光束被振镜(7)扫描为n条激光线会聚到待焊工件(19)上，在待焊工件(19)拼缝处形成n条激光条纹；进而激光经待焊工件(19)反射按原路回到分光镜(8)处，且激光在扫描组件处偏振方向发生改变，激光返回分光镜(8)后不反射，而直接透射并通过滤光片(13)，然后n路激光束由第二物镜(14)分别对应聚焦到n个小孔(15)处，经过小孔(15)的光信号被光电倍增管(16)接收并转化为电信号，根据该电信号合成得到拼缝图像。
8.如权利要求7所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量方法，其特征在于，高速模拟信号输入输出控制卡(17)仅采集振镜(7)沿一个方向扫描时返回的信号，即从振镜(7)开始前向扫描时开始采集数据，直到前向扫描结束，采集周期与振镜(7)每个前向微步的周期一致。9.如权利要求7所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量方法，其特征在于，所述振镜(7)的一个扫描周期不大于1ms。10.如权利要求7-9任一项所述的基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量方法，其特征在于，n等于3。
技术总结
本发明属于焊接自动控制技术领域，并具体公开了一种基于共聚焦的多线激光扫描拼缝测量装置及方法，其包括激光发生组件、分光镜、扫描组件和检测组件，激光发生组件同时发生N路激光束，N路激光束被分光镜反射到扫描组件处；扫描组件包括振镜，N路激光束分别经振镜扫描后会聚到待焊工件上，激光经待焊工件反射按原路回到分光镜，且激光在扫描组件处偏振方向发生改变，返回分光镜后进入检测组件；在检测组件中，N路激光束经滤光片后，由第二物镜聚焦到N个小孔处，经过小孔的光信号被光电倍增管接收，进而得到拼缝图像。本发明将激光扫描成像与共聚焦检测相结合，使得照明区域外的杂光均被共聚焦小孔消除掉，提高拼缝位置检测稳定性和准确性。和准确性。和准确性。
技术研发人员：邵文军 黄禹 徐加俊
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2022/4/1