双面双弧立焊近红外视觉传感与熔透控制装置及方法

摘要

本发明公开了一种双面双弧立焊近红外视觉传感与熔透控制装置及方法，特别适用于铝合金、高强钢、不锈钢、钛合金螺旋管等双面双弧焊接过程在线熔透控制；还适用于船舶、石油储罐、核电容器等现场对接立焊过程在线熔透控制。本发明实时双面检测立焊熔池视觉图像，通过图像处理和熔透特征参数提取，获得双面双弧立焊根部熔透过程的信息，建立根部熔透的控制模型，并自动调整焊接电流、焊枪摆动宽度、焊接速度等工艺参数，控制焊缝根部全部熔透，保证双面双弧焊接质量。

主权项

一种双面双弧立焊近红外视觉传感与熔透控制装置，其特征在于，包括近红外视觉内传感器（2）、近红外视觉外传感器（3）、屏蔽信号线（4）、图像采集卡（5）、计算机（6）、内焊缝PTIG机头（8）、内焊枪（9）、外焊缝PTIG机头（10）、外焊枪（11）、校平装置（14）、切边机（15）、三点弯曲成形机（16）；切边机（15）位于校平装置（14）的前方，三点弯曲成形机（16）位于切边机（15）的前方，板带（17）经校平装置（14）校平后在切边机（15）中刨边，最终经三点弯曲成形机（16）加工成螺旋管（1）；内焊枪（9）固定在内焊缝PTIG机头（8）上，外焊枪（11）固定在外焊缝PTIG机头（10）上，内焊枪（9）位于待焊接的螺旋管（1）的内侧，外焊枪位于待焊接的螺旋管（1）的外侧，内焊枪（9）、外焊枪（11）均对准待焊接的接缝正中，并且内焊枪（9）、外焊枪（11）同轴设置，二者的轴线与螺旋管（1）待焊接点的法线重合，内焊枪（9）上设置内焊枪钨电极（12），外焊枪（11）上设置外焊枪钨电极（13），内焊枪钨电极（12）和外焊枪钨电极（13）的轴线重合；内焊枪（9）上固连近红外视觉内传感器（2），近红外视觉内传感器（2）的轴线与内焊枪（9）的轴线呈35°～45°，外焊枪（11）上固连近红外视觉外传感器（3），近红外视觉外传感器（3）的轴线与外焊枪（11）的轴线呈35°～45°，近红外视觉内传感器（2）和近红外视觉外传感器（3）的轴线均穿过熔池（7）中心；近红外视觉内传感器（2）上设置内传感器镜头（2‑1），近红外视觉内传感器（2）与内传感器镜头（2‑1）轴线重合，近红外视觉外传感器（3）上设置外传感器镜头（3‑1），近红外视觉外传感器（3）与外传感器镜头（3‑1）的轴线重合，内传感器镜头（2‑1）和外传感器镜头（3‑1）均距熔池（7）表面3‑6cm；近红外视觉内传感器（2）、近红外视觉外传感器（3）均通过屏蔽信号线（4）与图像采集卡（5）相连，将检测到的信号传输给图像采集卡（5），该图像采集卡（5）同时与计算机（6）相连。