摘要:焊接是一個(gè)影響不銹鋼連續焊管產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，對焊接過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制不僅能滿(mǎn)足質(zhì)量要求，還能有效地減輕焊工的勞動(dòng)強度。文章介紹漢高機械供應的激光焊縫跟蹤系統在漢高不銹鋼制管機上的實(shí)際應用，并介紹了該系統的使用和調試方法。
關(guān)鍵詞:焊接跟蹤 焊縫跟跟蹤 不銹鋼制管機 應用 調試
正文：
目前，國內工業(yè)用不銹鋼焊管行業(yè)競爭激烈，客戶(hù)對 產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，對產(chǎn)品生產(chǎn)中的過(guò)程控制 越來(lái)越嚴。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高競爭力，漢高機械的很多客戶(hù)，國內一些比較大型的知名的焊管商都在向漢高機械咨詢(xún)關(guān)于不銹鋼焊管焊接自動(dòng)跟蹤的技術(shù)。由于當時(shí)漢高機械還未擁有成熟的焊接自動(dòng)跟蹤技術(shù)，當時(shí)國內的高端焊管商也只能選擇從國外進(jìn)口，如久立特材，就采用了英國Meta公司的激光焊縫跟 蹤系統。
為了提高焊管質(zhì)量和漢高不銹鋼制管機的整體性能，漢高機械引進(jìn)了國外先進(jìn)技術(shù)，與國內知名機器視覺(jué)與工業(yè)控制領(lǐng)域的佼佼者合作，研發(fā)了不銹鋼焊管焊接自動(dòng)跟蹤系統。這種系統成功在客戶(hù)現場(chǎng)應用，用于氬弧焊 或等離子焊接的不銹鋼焊管連續生產(chǎn)線(xiàn)，保證了產(chǎn)品質(zhì) 量的一致性，有效降低了焊接操作工的勞動(dòng)強度。
焊接自動(dòng)跟蹤系統主要功能是對有縫不銹鋼管的焊接進(jìn)行自動(dòng)跟蹤與矯正，解決目前人力成本日益提高，人工操作時(shí)的視覺(jué)疲勞帶來(lái)的焊接質(zhì)量問(wèn)題。系統采用先進(jìn)的智能視覺(jué)技術(shù)，融合光機電技術(shù)為一體，目前國內尚未發(fā)現同類(lèi)產(chǎn)品。本系統由視覺(jué)采集系統捕捉焊縫與鎢棒的焊接視頻，再運用視覺(jué)技術(shù)計算鎢棒的偏移量，進(jìn)而控制機電裝置實(shí)時(shí)矯正鎢針位置，達到鋼管焊接自動(dòng)跟蹤的目的，從而保障焊接質(zhì)量、提高成材率。
焊接自動(dòng)跟蹤系統包括主要部件為系統控制箱、焊接視頻捕獲裝置、焊槍移動(dòng)機構。
1.系統控制箱
系統主板、開(kāi)關(guān)電源、電氣控制與驅動(dòng)、聲光報警，輸入輸出接口等主要模塊安裝在控制箱內，其外設包括觸摸顯示屏、電源開(kāi)關(guān)、電源指示燈、電機左右微調按鍵、各類(lèi)插座（220V電源插座、鼠標孔、12V工業(yè)攝像機電源插口、電機接口）
2.專(zhuān)用焊接視頻捕獲裝置
根據氬弧焊弧光光譜特點(diǎn)，定制專(zhuān)用焊接視覺(jué)捕捉裝置，獲取鎢棒熔池及焊縫實(shí)況細節。
3.焊槍移動(dòng)機構
根據視覺(jué)識別出的焊槍偏差，正轉或反轉步進(jìn)電機，經(jīng)絲桿聯(lián)動(dòng)、帶動(dòng)焊槍移動(dòng)矯正與焊縫的偏差。
焊接自動(dòng)跟蹤系統性能特點(diǎn)：非接觸式，長(cháng)時(shí)間運行無(wú)磨損；識別精度高；可視化效果，鎢棒熔池焊縫圖像三位一體；穩定性好，采用嵌入式系統，比基于PC機控制系統更加穩定可靠；人性化的界面，操作界面的設計基于窗口方式，使用簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員即可操作運行
焊接自動(dòng)跟蹤系統技術(shù)指標
額定功率：180W
識別速率：40ms
識別精度：0.01mm
工作溫度：0°~?60°
焊接自動(dòng)跟蹤系統的安裝和初步調試
焊接自動(dòng)跟蹤系統的安裝比較簡(jiǎn)單，可根據用戶(hù)手冊完成。系統應安裝在焊接工位附近，減少干擾，便于操作和觀(guān)察焊縫實(shí)時(shí)數據。第一，在連接執行機構與伺服驅動(dòng)器時(shí)，要注意驅動(dòng)器與所在軸電機的對應關(guān)系，避免連接錯誤。激光傳感器安 裝應牢固，沒(méi)有振動(dòng)，并接近熔池，必要時(shí)可以一定的角度傾斜(不超過(guò)15為宜)，以最大程度地接近熔池，提高跟蹤精度。 需要指出的是，在連續焊接生產(chǎn)線(xiàn)上，由于傳感器 工作時(shí)間較長(cháng)，其冷卻應采用冷水，可就近用焊槍循環(huán) 冷卻水作為水源，不必為傳感器配置專(zhuān)用的冷卻水裝置。第二， 初步調試 系統安裝完成后，應進(jìn)行一次全面檢查，包括電源 是否符合要求，機械裝置是否牢固，冷卻水是否正常等。 系統檢查完成后，可通電作進(jìn)一步的調試，主要是檢查焊接自動(dòng)跟蹤系統工作是否正常和執行機構動(dòng) 作是否正確。 將傳感器置于焊縫上方，觀(guān)察控制箱上觸摸屏上的 圖像，能初步識別出工件焊縫附近的輪廓，說(shuō)明傳感器 工作正常。 用手操盒操作，按上、下、左、右按鈕，執行機構動(dòng)作 順暢且方向正確，各行程限位有效。如方向不對或限位安裝位置錯誤，可按實(shí)際情況調整。 第三，使用前調整 開(kāi)啟系統，待激光條紋出現后，先把焊槍和焊點(diǎn)調 整到正確的位置上，再對傳感器進(jìn)行上下左右的微調，使得顯示屏界面上出現清晰的分析圖像(以分析圖像位于 方框的正中央為最佳)，同時(shí)，觀(guān)察圖像，確保系統成功 分析出焊縫(圖像中心出現黃色的小十字代表分析成功)。 如果無(wú)論怎樣進(jìn)行手動(dòng)調整都不能成功分析出焊縫，則需要用電腦進(jìn)行重新設置。 第四，對于初次使用或不能用手動(dòng)調整方法成功分析出 焊縫的情形，則必須用應用焊接自動(dòng)跟蹤軟件進(jìn)行設 置與調試，其操作方法可參考焊接自動(dòng)跟蹤系統的使用手冊中的軟件設置步驟進(jìn)行。聯(lián)機通訊時(shí)可采用自制的普通網(wǎng)線(xiàn)， 設置相關(guān)的IP地址便可。 對于連續生產(chǎn)的焊管機組，我們在選擇焊縫類(lèi)型時(shí)， 應選擇“BUTT”類(lèi)型，操作使用鼠標依次點(diǎn)擊軟件窗口相 關(guān)按鈕，選擇過(guò)程如下:焊縫設置、選擇標準焊縫、對接焊縫。由于某種原因，焊縫類(lèi)型或參數不能很好地被系統分析出來(lái)，我們可以應用軟件的專(zhuān)家功能，這點(diǎn)在實(shí)際應用中非常重要。
焊接自動(dòng)跟蹤系統，經(jīng)過(guò)在我公司的不銹鋼制管機上的運用，證明其操作調試簡(jiǎn)單、工作可靠，水平和垂直方向的跟蹤精度都在0.1 mm 內，跟蹤精度完全滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
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