031]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。
[0032]本实施例提供一种管道全位置激光电弧复合焊焊接系统，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以及导流板6 ;其中，
[0033]所述激光传感器I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其他频率干扰光线后由电荷親合元件(CCD，Charge-Coupled Device)成像单元摄取包含焊缝参数的图像信息。所述焊缝参数包括:所述焊缝的横向偏差、纵向偏差、所述焊缝的对口间隙以及所述焊缝的错边量。
[0034]所述图像处理计算机2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对口间隙以及所述焊缝的错边量，根据所述对口间隙及所述错边量拟合计算激光输出功率控制量。
[0035]具体地，所述图像处理计算机2利用激光功率控制函数拟合计算激光输出功率控制量。
[0036]因所述复合焊具有大熔深、桥接能力好的特点，因此可以适应较大的错边量，所述错边量的值具体可以为:0?2mm。但如果所述错边量超过2mm，就需要增大所述复合焊的激光输出功率控制量。
[0037]一般来说，透焊双面Imm坡口钝边需要IKW的激光输出功率，因此，在焊缝内部成型时，所需第一激光输出功率P1可以根据公式(I)得出。
[0038]P1= P0*(1+1/2*C) (I)
[0039]其中，在公式⑴中，所述Ptl为基础功率，所述C为错边量。
[0040]进一步地，因所述复合焊的激光束的聚焦直径一般为0.33mm，当坡口钝边较小时，所述激光束可以适应的对口间隙为O?0.3mm ;而坡口钝边为4?1mm的较厚钝边时，所述激光束在负离焦处的直径变大，可以适应的对口间隙为O?0.5_。其中，所述负离焦为所述激光束的聚焦点位于焊接工件的背面。
[0041]而对口间隙过大时，使得激光透射能量过大，造成焊缝背后过高，因此可根据公式
(2)根据O?0.5mm的对口间隙调整第二激光输出功率P2。
[0042]P2= Pq*(1-1/2*G) (2)
[0043]其中，在公式(2)中，所述G为对口间隙。
[0044]因此，可以得出所述激光功率控制函数的关系式，如公式(3)所示:
[0045]P = Pq*(1+1/2*C-1/2*G) (3)
[0046]其中，所述错边量及所述对口间隙的Imm对应IV电压。
[0047]这里，所述横向偏差为所述第二位置图像信息与所述第二位置图像信息在水平方向上的差量；所述纵向偏差为所述第二位置图像信息与所述第一位置图像信息在垂直方向上的差量。其中，
[0048]所述第一位置图像信息具体包括:所述复合焊5焊炬的初始焊接位置信息；
[0049]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5焊炬到达的焊接位置信息。所述预设的周期为Is。
[0050]具体地，图像处理计算机2对接收到的第一位置图像信息及第二位置图像信息进行滤波、二值化、阈值分割和边缘检测等图像处理，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焊炬与焊缝对中的纵向和横向偏差，加比例系数修正纵向和横向偏差以及超前延时量。
[0051]这里，经过计算得到的激光传感器I的安装高度与比例系数有关系。例如，预先设定的安装高度是100_，则比例系数为I。但是在安装过程中会存在安装误差，或者由于机械结构的限制不能准确安装视觉传感器于10mm高度、，此时需要设定比例系数，比如安装高度为90mm，比例系数需要设为0.9 ;或者安装高度为IlOmm时，比例系数需要设为1.1，以此修订获得准确的焊缝尺度信息。综上所述，所述比例系数一般为I左右。在使用过程中，安装高度应该尽量接近100_，否则对于定焦的激光感器I的成像质量会受到影响。
[0052]其次，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及所述纵向偏差电压量发送至控制器3 ;这里，所述超前延时量根据所述激光传感器I的导前量与所述复合焊5的焊接速度确定。比如，当所述导前量为lm，所述焊接速度为lm/s时，可以确定所述超前延时量为Is。
[0053]具体地，所述图像处理计算机2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；
[0054]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。其中，
[0055]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；
[0056]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。
[0057]这里，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。
[0058]当所述图像处理计算机2将所述横向偏差转换为所述横向偏差电压量、将所述纵向偏差转换为所述纵向偏差电压量时，所述控制器3具体用于: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。根据所述激光输出功率控制量实时调节所述激光传感器I的输出能量，保证激光输出功率与所述焊缝的对口间隙、错边量的匹配，进而保证焊接质量。
[0059]所述执行器4具体用于:根据修正后的所述横向偏差、所述纵向偏差控制所述复合焊5焊炬与所述焊缝保持精准对中状态后，进行焊接。
[0060]这里，所述复合焊5包括:激光焊炬51、电弧焊炬52。
[0061]在焊接过程中，所述导流板6具体用于:改变压缩空气的气流方向，消除所述气流对电弧焊保护气体的干扰，避免出现焊接气孔，保证焊接质量。
[0062]这里，如图2所示，所述导流板6为“T”型金属板，所述导流板6上设置有与激光聚焦点同心的第一圆孔，连通激光光路。所述第一圆孔的直径可以通过激光焊炬51的高斯光束能量散失计算，使所述第一圆孔聚集所述高斯光束激光能量的86%。
[0063]这里，所述导流板6的材质包括:铜板、铝板。
[0064]所述导流板6的一端为直线型，第一宽度为55_，第一长度为60_ ;所述导流板6的另一端为弧形，第二宽度为90mm，第二长度为150mm。所述导流板6的厚度为0.1mm。
[0065]具体地，将所述导流板6的一端设置在所述激光焊炬51的聚焦镜片下方，另一端与所述激光传感器I的一端连接，在焊接过程中，横吹气帘的高压压缩空气流从激光焊炬51的侧面吹出后，经过所述导流板6的另一端引导后，排到焊炬两侧较远处，消除了高压压缩空气流对复合焊保护气流的干扰，有效抑制了焊接气孔，提高了焊接质量。
[0066]另外，在焊接过程中，为了够有效避免激光焊炬51聚焦镜片受到焊渣的污染，消除所述激光焊炬51防护气帘气流对保护气流的影响，提高焊接质量及焊接