一种复合焊焊缝跟踪控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油工程焊接技术领域，尤其涉及一种复合焊焊缝跟踪控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，对大口径管道焊接时，一般使用激光/电弧复合焊技术进行焊接。因激光/电弧复合焊技术具有焊接速度快、能量密度大，作用时间短的特点，其激光聚焦光斑直径仅为0.15mm量级，跟踪精度小于0.15mm。但在焊接时，若不能识别、修正因焊缝不规则产生的偏差，则会导致焊点接质量下降甚至焊接失败。
[0003]而现有管道自动焊接设备在焊接过程中主要依靠人工对中的方法，该方法劳动强度大，焊缝对准精度低，不能适应激光/电弧复合焊高速的焊接过程。且现有技术中多采用恒定焊接功率模式，不能根据焊缝的具体情况实时调节焊炬的激光输出能量，进而不能保证焊接质量。因此，亟需精确焊缝跟踪和实时控制技术以确保激光/电弧复合焊的焊炬在焊接过程中既可以始终处在焊缝的最优焊接位置，又可以保证焊接质量。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种复合焊焊缝跟踪控制系统，用于解决现有技术中使用激光/电弧复合焊进行焊接时，焊接质量得不到保证的技术问题。
[0005]本发明提供一种复合焊焊缝跟踪控制系统，所述系统包括:
[0006]激光传感器，所述激光传感器用于采集焊缝的第一位置图像信息及第二位置图像信息；
[0007]图像处理计算机，所述图像处理计算机用于根据所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息计算所述焊缝的横向偏差、纵向偏差；根据所述第二位置图像信息获取所述焊缝的焊接参数，根据所述焊接参数计算激光输出功率控制量；
[0008]将所述横向偏差转换为横向偏差电压量，将所述纵向偏差转换为纵向偏差电压量，根据超前延时量进行延时计算后，将所述横向偏差电压量、所述纵向偏差电压量及所述激光输出功率控制量发送至控制器；
[0009]控制器，所述控制器用于控制执行器根据所述横向偏差电压量修正所述横向偏差，根据所述纵向偏差电压量修正所述纵向偏差，使所述复合焊焊炬与所述焊缝保持精准对中状态；根据所述激光输出功率控制量调节所述激光传感器的输出能量，保证焊接质量。
[0010]上述方案中，所述焊接参数包括:焊缝的对口间隙及所述焊缝的错边量。
[0011]上述方案中，所述复合焊包括:激光焊炬、电弧焊炬。
[0012]上述方案中，所述第一位置图像信息具体包括:所述复合焊焊炬的初始焊接位置的图像信息；
[0013]所述第二位置图像信息具体包括:在预设周期内，所述复合焊焊炬到达焊接位置的图像信息。
[0014]上述方案中，所述图像处理计算机用于根据所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息计算所述焊缝的横向偏差、纵向偏差包括:
[0015]所述图像处理计算机对所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息进行滤波、二值化、阈值分割和边缘检测处理，利用数字图像处理算法拟合出与焊缝具有比例关系的焊缝图像，根据结构光原理确定所述焊缝的横向偏差及所述焊缝的纵向偏差。
[0016]上述方案中，所述图像处理计算机将所述横向偏差转换为横向偏差电压量，将所述纵向偏差转换为纵向偏差电压量包括:
[0017]所述图像处理计算机根据第一转换系数将所述横向偏差转换为对应的第一像素点，将所述第一像素点转换为所述横向偏差电压量；
[0018]根据第二转换系数将所述纵向偏差转换为对应的第二像素点，将所述第二像素点转换为所述纵向偏差电压量。
[0019]上述方案中，所述第一转换系数为:1mm的所述横向偏差对应100个所述第一像素点，100个所述第一像素点对应IV所述横向偏差电压量；
[0020]所述第二转换系数为:1mm的所述纵向偏差对应100个所述第二像素点，100个所述第二像素点对应IV所述纵向偏差电压量。
[0021]上述方案中，所述第一转换系数及所述第二转换系数根据激光传感器的安装高度确定。
[0022]上述方案中，所述超前延时量根据所述激光传感器的导前量与所述复合焊的焊接速度确定。
[0023]本发明提供了一种复合焊焊缝跟踪控制系统，所述系统包括:激光传感器，所述激光传感器用于采集焊缝的第一位置图像信息及第二位置图像信息；图像处理计算机，所述图像处理计算机用于根据所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息计算所述焊缝的横向偏差、纵向偏差；根据所述第二位置图像信息获取所述焊缝的焊接参数，根据所述焊接参数计算激光输出功率控制量；将所述横向偏差转换为横向偏差电压量，将所述纵向偏差转换为纵向偏差电压量，根据预先设置的超前延时量进行延时计算后，将所述横向偏差电压量、所述纵向偏差电压量及所述激光输出功率控制量发送至控制器；控制器，所述控制器用于控制执行器根据所述横向偏差电压量修正所述横向偏差，根据所述纵向偏差电压量修正所述纵向偏差，使所述复合焊焊炬与所述焊缝保持精准对中状态；根据所述激光输出功率控制量调节所述激光传感器的输出能量，保证焊接质量，如此，既可以确保所述复合焊焊炬与所述焊缝保持动态对中，对中精度高，响应时间短；又可以根据焊缝的焊接参数信息实时调节焊炬的激光输出功率；提高了焊接效率和焊接质量。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例提供的复合焊焊缝跟踪控制系统整体结构示意图；
[0025]图2为本发明实施例提供的图像处理计算机的结构示意图；
[0026]图3为本发明实施例提供的导流板的结构示意图；
[0027]图4为本发明实施例提供的防护板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]为了解决在高速焊接时，确保所述复合焊焊炬与所述焊缝保持动态对的精度，保证焊缝成型效果和焊接质量。本发明提供了一种复合焊焊缝跟踪控制系统，所述系统包括:激光传感器，所述激光传感器用于采集焊缝的第一位置图像信息及第二位置图像信息；图像处理计算机，所述图像处理计算机用于根据所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息计算所述焊缝的横向偏差、纵向偏差；根据所述第二位置图像信息获取所述焊缝的焊接参数，根据所述焊接参数计算激光输出功率控制量；将所述横向偏差转换为横向偏差电压量，将所述纵向偏差转换为纵向偏差电压量，根据超前延时量进行延时计算后，将所述横向偏差电压量、所述纵向偏差电压量及所述激光输出功率控制量发送至控制器；控制器，所述控制器用于控制执行器根据所述横向偏差电压量修正所述横向偏差，根据所述纵向偏差电压量修正所述纵向偏差，使所述复合焊焊炬与所述焊缝保持精准对中状态；根据所述激光输出功率控制量调节所述激光传感器的输出能量，保证焊接质量。
[0029]下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0030]本实施例提供一种复合焊焊缝跟踪控制系统，如图1所示，所述系统包括:激光传感器1、图像处理计算机2、控制器3、执行器4、复合焊5 ;其中，
[0031]所述激光传感器I用于采集焊缝的第一位置图像信息及第二位置图像信息，将所述第一位置图像信息及第二位置图像信息发送至所述图像处理计算机2 ;具体地，所述激光传感器I投射到焊缝上的特定频率的激光条纹经过滤光片过滤