直縫管是用熱軋或冷軋鋼或鋼帶卷焊制成的鋼管在焊接設(shè)備上進(jìn)行直縫焊接得到的管子，由于鋼管的焊接處成一條直線故而得名。直縫管按照不同的材料以及后道生產(chǎn)工序的不同，大致分為以下幾類：
碳鋼管、鋁管、銅管、不銹鋼管
在直縫管中，有些焊接精度要求比較高的，設(shè)備很難保證焊接精度，人工反應(yīng)速度慢，焊偏了才能觀察到再去調(diào)整，補(bǔ)焊麻煩且容易造成報(bào)廢。
創(chuàng)想針對(duì)于兩種不同焊接方式做了不同解決方案。
氬弧焊我們采用傳統(tǒng)跟蹤方式，檢測(cè)板材成型的地方，實(shí)時(shí)檢測(cè)采集焊縫偏差數(shù)據(jù)并反饋，33ms一次的焊縫數(shù)據(jù)反饋，遠(yuǎn)超人工手調(diào)反應(yīng)速度，讓焊接出來的焊縫更美觀，同時(shí)也避免了補(bǔ)焊麻煩和報(bào)廢問題。
對(duì)于激光焊我們采用了全新的同軸跟蹤方式，用視覺焊縫跟蹤器替換掉了激光頭上原有的相機(jī)，跟蹤器直接安裝在激光頭上，安裝調(diào)試方便快捷，焊縫自動(dòng)糾偏的同時(shí)，還能保留原有觀看焊接圖像的功能，功能多樣還實(shí)用。
焊縫自動(dòng)跟蹤焊設(shè)備主要分為四個(gè)部分：電氣控制單元、機(jī)械傳動(dòng)單元、焊縫跟蹤單元，顯控單元。實(shí)現(xiàn)設(shè)備由手動(dòng)跟蹤到自動(dòng)跟蹤的轉(zhuǎn)換。減少操作步驟，提高生產(chǎn)效率，改善焊接質(zhì)量。焊縫自動(dòng)跟蹤設(shè)備單元和選型情況如下表。
焊縫自動(dòng)跟蹤焊設(shè)備系統(tǒng)組成圖如下圖所示：
如下圖所示，設(shè)備包含跟蹤器，人機(jī)界面，微嵌屏，PLC 控制柜，驅(qū)動(dòng)器， 跟蹤滑臺(tái)，擺動(dòng)滑臺(tái)，控制盒。激光焊縫跟蹤器通過激光發(fā)射與接收，經(jīng)過內(nèi)部算法處理得到焊縫圖像與偏差信號(hào)。焊縫圖像通過網(wǎng)口傳送給顯示屏，顯示屏顯示圖像。伺服編碼器計(jì)算旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)，轉(zhuǎn)換成行走距離，發(fā)給 PLC 用于實(shí)現(xiàn)多層多道。跟蹤器檢測(cè)出的正確焊縫位置數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)通訊發(fā)給 PLC，經(jīng)過 PLC 運(yùn)算處理轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器，從而調(diào)正焊槍位置。
設(shè)備控制流程
1. 高低和左右滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)偏移量高低左右補(bǔ)償。
2. 絕緣桿實(shí)現(xiàn)跟蹤器與設(shè)備絕緣，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行
控制盒圖示
人機(jī)界面如上圖所示，在控制盒上可進(jìn)行如下操作：
1．查看跟蹤設(shè)備是否運(yùn)行正常設(shè)置控制參數(shù)。
2．手動(dòng)左右上下移動(dòng)跟蹤滑臺(tái)。
3．手自動(dòng)切換。
4．通過圖像觀察檢測(cè)效果，便于調(diào)試以及問題分析。
5．通過顯示屏進(jìn)入標(biāo)定界面可標(biāo)定跟蹤器與焊槍的相對(duì)位置。
6．通訊及運(yùn)行狀態(tài)燈指示。
1.按下機(jī)柜電源開關(guān)，給機(jī)柜上電；
2.按下控制盒的啟動(dòng)按鈕，滑臺(tái)將會(huì)自動(dòng)運(yùn)行到焊接位置，；
3.按下跟蹤按鈕，相機(jī)啟動(dòng)并開始跟蹤，當(dāng)綠燈亮起時(shí)（對(duì)準(zhǔn)時(shí)）表示對(duì)準(zhǔn)；
5.再按下原設(shè)備的啟動(dòng)按鈕，并起弧焊接，直到接收到原設(shè)備的結(jié)束信號(hào)，則自動(dòng)停止跟蹤和焊接；
6.焊槍按照原定程序運(yùn)行；
7.全程如出現(xiàn)意外，按下停止，可重新啟動(dòng)工作，待系統(tǒng)運(yùn)行到斷弧位置后，跟蹤按鈕打開，焊接打開即可再次工作。
適配焊接機(jī)器人和焊接專機(jī)提高了焊接生產(chǎn)率和穩(wěn)定了焊接質(zhì)量,而更重要的是使焊工遠(yuǎn)離了有害的工作環(huán)境,減輕或消除了職業(yè)病的危害.
可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)糾正焊縫偏差，智能實(shí)時(shí)跟蹤，精確引導(dǎo)焊槍自動(dòng)焊接；
可有效解決焊縫偏差帶來的問題，確保焊縫成形完美。
