一種復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油工程焊接技術領域，尤其涉及一種復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，對大口徑管道焊接時，一般使用激光/電弧復合焊技術進行焊接。因激光/電弧復合焊技術具有焊接速度快、能量密度大，作用時間短的特點，其激光聚焦光斑直徑僅為0.15mm量級，跟蹤精度小于0.15mm。但在焊接時，若不能識別、修正因焊縫不規(guī)則產(chǎn)生的偏差，則會導致焊點接質(zhì)量下降甚至焊接失敗。
[0003]而現(xiàn)有管道自動焊接設備在焊接過程中主要依靠人工對中的方法，該方法勞動強度大，焊縫對準精度低，不能適應激光/電弧復合焊高速的焊接過程。且現(xiàn)有技術中多采用恒定焊接功率模式，不能根據(jù)焊縫的具體情況實時調(diào)節(jié)焊炬的激光輸出能量，進而不能保證焊接質(zhì)量。因此，亟需精確焊縫跟蹤和實時控制技術以確保激光/電弧復合焊的焊炬在焊接過程中既可以始終處在焊縫的最優(yōu)焊接位置，又可以保證焊接質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明實施例提供了一種復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術中使用激光/電弧復合焊進行焊接時，焊接質(zhì)量得不到保證的技術問題。
[0005]本發(fā)明提供一種復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0006]激光傳感器，所述激光傳感器用于采集焊縫的第一位置圖像信息及第二位置圖像信息；
[0007]圖像處理計算機，所述圖像處理計算機用于根據(jù)所述第一位置圖像信息及所述第二位置圖像信息計算所述焊縫的橫向偏差、縱向偏差；根據(jù)所述第二位置圖像信息獲取所述焊縫的焊接參數(shù)，根據(jù)所述焊接參數(shù)計算激光輸出功率控制量；
[0008]將所述橫向偏差轉換為橫向偏差電壓量，將所述縱向偏差轉換為縱向偏差電壓量，根據(jù)超前延時量進行延時計算后，將所述橫向偏差電壓量、所述縱向偏差電壓量及所述激光輸出功率控制量發(fā)送至控制器；
[0009]控制器，所述控制器用于控制執(zhí)行器根據(jù)所述橫向偏差電壓量修正所述橫向偏差，根據(jù)所述縱向偏差電壓量修正所述縱向偏差，使所述復合焊焊炬與所述焊縫保持精準對中狀態(tài)；根據(jù)所述激光輸出功率控制量調(diào)節(jié)所述激光傳感器的輸出能量，保證焊接質(zhì)量。
[0010]上述方案中，所述焊接參數(shù)包括:焊縫的對口間隙及所述焊縫的錯邊量。
[0011]上述方案中，所述復合焊包括:激光焊炬、電弧焊炬。
[0012]上述方案中，所述第一位置圖像信息具體包括:所述復合焊焊炬的初始焊接位置的圖像信息；
[0013]所述第二位置圖像信息具體包括:在預設周期內(nèi)，所述復合焊焊炬到達焊接位置的圖像信息。
[0014]上述方案中，所述圖像處理計算機用于根據(jù)所述第一位置圖像信息及所述第二位置圖像信息計算所述焊縫的橫向偏差、縱向偏差包括:
[0015]所述圖像處理計算機對所述第一位置圖像信息及所述第二位置圖像信息進行濾波、二值化、閾值分割和邊緣檢測處理，利用數(shù)字圖像處理算法擬合出與焊縫具有比例關系的焊縫圖像，根據(jù)結構光原理確定所述焊縫的橫向偏差及所述焊縫的縱向偏差。
[0016]上述方案中，所述圖像處理計算機將所述橫向偏差轉換為橫向偏差電壓量，將所述縱向偏差轉換為縱向偏差電壓量包括:
[0017]所述圖像處理計算機根據(jù)第一轉換系數(shù)將所述橫向偏差轉換為對應的第一像素點，將所述第一像素點轉換為所述橫向偏差電壓量；
[0018]根據(jù)第二轉換系數(shù)將所述縱向偏差轉換為對應的第二像素點，將所述第二像素點轉換為所述縱向偏差電壓量。
[0019]上述方案中，所述第一轉換系數(shù)為:1mm的所述橫向偏差對應100個所述第一像素點，100個所述第一像素點對應IV所述橫向偏差電壓量；
[0020]所述第二轉換系數(shù)為:1mm的所述縱向偏差對應100個所述第二像素點，100個所述第二像素點對應IV所述縱向偏差電壓量。
[0021]上述方案中，所述第一轉換系數(shù)及所述第二轉換系數(shù)根據(jù)激光傳感器的安裝高度確定。
[0022]上述方案中，所述超前延時量根據(jù)所述激光傳感器的導前量與所述復合焊的焊接速度確定。
[0023]本發(fā)明提供了一種復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:激光傳感器，所述激光傳感器用于采集焊縫的第一位置圖像信息及第二位置圖像信息；圖像處理計算機，所述圖像處理計算機用于根據(jù)所述第一位置圖像信息及所述第二位置圖像信息計算所述焊縫的橫向偏差、縱向偏差；根據(jù)所述第二位置圖像信息獲取所述焊縫的焊接參數(shù)，根據(jù)所述焊接參數(shù)計算激光輸出功率控制量；將所述橫向偏差轉換為橫向偏差電壓量，將所述縱向偏差轉換為縱向偏差電壓量，根據(jù)預先設置的超前延時量進行延時計算后，將所述橫向偏差電壓量、所述縱向偏差電壓量及所述激光輸出功率控制量發(fā)送至控制器；控制器，所述控制器用于控制執(zhí)行器根據(jù)所述橫向偏差電壓量修正所述橫向偏差，根據(jù)所述縱向偏差電壓量修正所述縱向偏差，使所述復合焊焊炬與所述焊縫保持精準對中狀態(tài)；根據(jù)所述激光輸出功率控制量調(diào)節(jié)所述激光傳感器的輸出能量，保證焊接質(zhì)量，如此，既可以確保所述復合焊焊炬與所述焊縫保持動態(tài)對中，對中精度高，響應時間短；又可以根據(jù)焊縫的焊接參數(shù)信息實時調(diào)節(jié)焊炬的激光輸出功率；提高了焊接效率和焊接質(zhì)量。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例提供的復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)整體結構示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實施例提供的圖像處理計算機的結構示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實施例提供的導流板的結構示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實施例提供的防護板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了解決在高速焊接時，確保所述復合焊焊炬與所述焊縫保持動態(tài)對的精度，保證焊縫成型效果和焊接質(zhì)量。本發(fā)明提供了一種復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:激光傳感器，所述激光傳感器用于采集焊縫的第一位置圖像信息及第二位置圖像信息；圖像處理計算機，所述圖像處理計算機用于根據(jù)所述第一位置圖像信息及所述第二位置圖像信息計算所述焊縫的橫向偏差、縱向偏差；根據(jù)所述第二位置圖像信息獲取所述焊縫的焊接參數(shù)，根據(jù)所述焊接參數(shù)計算激光輸出功率控制量；將所述橫向偏差轉換為橫向偏差電壓量，將所述縱向偏差轉換為縱向偏差電壓量，根據(jù)超前延時量進行延時計算后，將所述橫向偏差電壓量、所述縱向偏差電壓量及所述激光輸出功率控制量發(fā)送至控制器；控制器，所述控制器用于控制執(zhí)行器根據(jù)所述橫向偏差電壓量修正所述橫向偏差，根據(jù)所述縱向偏差電壓量修正所述縱向偏差，使所述復合焊焊炬與所述焊縫保持精準對中狀態(tài)；根據(jù)所述激光輸出功率控制量調(diào)節(jié)所述激光傳感器的輸出能量，保證焊接質(zhì)量。
[0029]下面通過附圖及具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明。
[0030]本實施例提供一種復合焊焊縫跟蹤控制系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括:激光傳感器1、圖像處理計算機2、控制器3、執(zhí)行器4、復合焊5 ;其中，
[0031]所述激光傳感器I用于采集焊縫的第一位置圖像信息及第二位置圖像信息，將所述第一位置圖像信息及第二位置圖像信息發(fā)送至所述圖像處理計算機2 ;具體地，所述激光傳感器I投射到焊縫上的特定頻率的激光條紋經(jīng)過濾光片過濾