激光測(cè)量系統(tǒng)在電阻焊接管子和管道生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、激光測(cè)量系統(tǒng)在電阻焊接管子和管道生產(chǎn)中的應(yīng)用基于電阻焊(ERW)的鋼管生產(chǎn)是生產(chǎn)高質(zhì)量管子、管道產(chǎn)品的最常用的方法之一。正如其名字所表示的那樣，此焊接過(guò)程利用鋼管材料對(duì)電流的電阻率來(lái)進(jìn)行。鋼帶首先通過(guò)一系列的軋輥形成圓管或者其他的形狀，當(dāng)鋼帶接近封閉的時(shí)候，鋼帶的邊緣通過(guò)傳導(dǎo)加熱或者物理電接觸被加熱到近乎于其熔點(diǎn)。熱鋼帶邊緣然后通過(guò)一組壓力輥被擠壓在一起。這就形成了一個(gè)焊縫，將兩個(gè)熱邊緣擠壓在一起，在此過(guò)程中一些材料被擠壓到焊縫的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，它們通過(guò)氣刨來(lái)移除。該加工過(guò)程圖示如下。圖 1- 管子成型圖 2 焊接之后的管子圖 3 氣刨之后的管子盡管軋管機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中基本上穩(wěn)定，但是有可能在各種成

2、型階段以及焊接階段，鋼帶產(chǎn)生移動(dòng)，其移動(dòng)的結(jié)果之一是兩個(gè)鋼帶邊緣形成焊縫的位置可能變化。這通常在電阻焊制管中不會(huì)是問(wèn)題，由于焊接過(guò)程并不依賴于焊縫位置的精確已知。 但是另一個(gè)不想得到的結(jié)果是兩個(gè)鋼帶邊緣可能不一定對(duì)直，這被稱為錯(cuò)邊，如下面的圖形所示。錯(cuò)邊導(dǎo)致在鋼管在氣刨之后其壁會(huì)減薄。這是非常所不希望的，因此錯(cuò)邊量是一個(gè)非常重要質(zhì)量參數(shù)，因此在線測(cè)量錯(cuò)邊量是非常有用的，尤其是管子尺寸變化，軋輥的位置必須進(jìn)行調(diào)整以獲得穩(wěn)定的操作過(guò)程之后尤為如此。Figure 4 帶有錯(cuò)邊的管子成型Figure 5 帶有錯(cuò)邊的焊縫Figure 6 錯(cuò)邊對(duì)管子壁厚的影響激光視覺(jué)系統(tǒng)提供了一個(gè)優(yōu)異的工具軟件來(lái)測(cè)量錯(cuò)邊

3、量。激光視覺(jué)傳感頭是一個(gè)緊湊的、堅(jiān)固的單元，包含了一個(gè)激光條紋投影器和一個(gè)微型攝像機(jī)。傳感器可以安裝在焊接頭的前面或者后面，這取決于管子成型的過(guò)程細(xì)節(jié)。通過(guò)三角結(jié)構(gòu)光原理，傳感器中的攝像機(jī)獲取管子的三維片段。此三維片段在PC機(jī)中被分析，錯(cuò)邊量被精確的測(cè)量。此外，PC顯示并提供一個(gè)信息性屏幕，以及原始的視頻信號(hào)，以此可以看出管子的穩(wěn)定性、成型可以連續(xù)監(jiān)測(cè)。下面的圖7顯示了Meta公司安裝在軋輥機(jī)上的高頻電阻熱方法生產(chǎn)管子的激光傳感器。在此例子中，傳感器安裝在焊后，原因是實(shí)際的錯(cuò)邊量可以在此點(diǎn)容易測(cè)量。傳感器絲毫不被高頻焊接電流影響。一個(gè)鋼套用來(lái)保護(hù)傳感頭，其本身包括了一個(gè)水冷套和內(nèi)部空氣凈化。此

4、外，一個(gè)外部空氣通風(fēng)口被用來(lái)保持傳感頭前部的塑料窗口沒(méi)有煙塵和液體，這些是在ERW生產(chǎn)過(guò)程中通常伴隨產(chǎn)生的。 圖7帶有激光傳感器的焊接區(qū)域圖8是激光傳感器的近視圖，傳感頭生成的可見(jiàn)的激光條紋可以清晰地在管子上觀察到。這指示出傳感頭的測(cè)量位置。圖8傳感頭的近視圖從激光傳感器給出的原始信號(hào)通過(guò)一個(gè)專用的軟件在快速的PC機(jī)內(nèi)采集并分析。系統(tǒng)可以提供各種型式的顯示屏幕。下圖顯示了一個(gè)屏幕拷貝。圖9顯示了一個(gè)原始的以及處理之后的視頻窗口，以及連續(xù)的錯(cuò)邊測(cè)量右側(cè)的視頻窗口顯示了原始的視頻圖像信號(hào)，焊道的位置可以清晰地看到。左側(cè)的窗口清晰地顯示了PC機(jī)對(duì)同樣的圖像進(jìn)行處理之后的圖像。紅色線是激光條紋中心的提

5、取的位置。短的垂直綠和藍(lán)色線代表了焊道的邊緣。這些位置被用于計(jì)算焊道的寬度和錯(cuò)邊量。這些測(cè)量數(shù)值被右側(cè)原始圖像的下方。關(guān)于此系統(tǒng)的詳細(xì)信息，請(qǐng)聯(lián)系:Meta Vision Systems LtdOakfield HouseOakfield Industrial EstateEynshamOxfordshire OX29 4TH, UK.tel: +44 1865 887900fax: +44 1865 887901email: infometa-mvs.co.ukwebsite: www.meta-mvs.co.uk珠海市金寶熱融焊接技術(shù)有限公司地址：珠海市九洲大道蘭埔白石路105號(hào)二樓西郵編：519000 電話：0756 - 8509695、8508516、66806