CN102000939B - 一种焊管焊缝正确定位的方法 - Google Patents

Abstract

一种焊管焊缝正确定位的方法，其包括如下步骤：1)将在焊管生产过程形成的与焊缝线成90°处喷有标志线的焊管输送至0^#工位对齐；2)焊管输送至1^#工位，1^#工位沿焊管长度方向设摄像小车，摄像小车设3个与控制器电性连接的摄像头；如2个摄像头观察到标志线，则发送信号给控制器，托辊停止焊管旋转；3)将焊管输送至2^#工位，测量焊管焊缝与中心位置偏差角度；如发现偏差，将焊管返回1^#工位偏差角度正反向旋转焊管，使焊管焊缝线朝上处于中心，再输送至2^#工位测量，多次循环测量，直至焊管焊缝线朝上处于中心。本发明找标志线过程省事省力又便于可操作性，便于调整焊逢精确对准探头中心，彻底解决焊缝精确快速定位在12点的问题。

Description

一种焊管焊缝正确定位的方法

技术领域

本发明涉及焊管技术，特别涉及一种焊管焊缝正确定位的方法。

背景技术

焊管生产过程中，质量控制最为关键的是，焊缝超声波无损检测，而要实现正确的检测，如何将管子的焊缝精确的定位在超声波的探头之下，即述语12点，这是非常重要的。

以HFW中口径直缝焊管线为例，其精整区4CS焊缝超声波探伤是检验焊缝是否合格的关键设备，同时探伤整个设备的节奏直接影响到整个精整区的节奏，而精整区的节奏又影响到主机的开机率，在这个工艺区中，探伤主机只负责探伤方法方面的仪器仪表及相关的控制，在探伤时焊管焊缝是否朝上(12点)对着它的探头中心则有中方辅助设备来完成。辅助设备通过正确寻找标志线的方法，间接的找焊缝线，在生产过程中，如焊缝线朝上即正12点钟正对焊缝探伤(12点)(2#工位)，则标志线就喷在离焊缝线90°上即正9点钟上。辅助设备寻找标志线主要有以下几个工位；

接料后落在对齐辊道上将管子对齐，为了找标志线，必须要求所有管子对齐在规定的料线上，这样才能保证照相机在有效的摄像范围内。管子通过1#步进粱输送到1#工位后，接着托辊旋转让摄像头找标志线。在找标志线时，由于方法问题，以前做到正确快速找到符合工艺要求标志线很难，第一，托辊旋转速度控制很难调整，速度调快了，标志线找到后定位不准或则找到的几率很低，速度调慢了标志线容易找到，但探伤的整个节奏就慢了，这样就会影响生产线的产量；第二，如严格控制标志线定位在正9点，一方面难做到，另一方面就是做到了标志线定位在正9点，将管子从1#工位输送到2#工位探伤工位时，由于1#步进梁及2#工位所托管子的斜型块不可能每次全部调整在一个中心上，管子在输送及管子落在斜型定位块上会偏转，如不让它有丝毫偏转需反复调整整个步进梁及2#工位所托管子的斜型块的中心，实践表明这个过程即费时费力又很难精确调整，因为此输送的步进梁有五套步进梁小车组成，2#工位斜型托架有八套组成，要调到理论上在一个中心上，在实践上很难做到的，如没有调到在一个中心上，就会出现管子偏转，这样管子输送到2#工位探伤时，焊缝就不在12点正上，发生了偏转。

发明内容

针对焊管生产过程中，焊缝超声波无损检测前精确找标志线并精确定位在9点钟费时费力，又难于控制和调整的问题，本发明的目的是提供一种焊管焊缝正确定位的方法，实现找标志线过程省事省力又便于可操作性，加快生产节奏，而且便于调整焊逢精确对准探头中心，彻底解决了焊缝精确快速定位在12点的问题。

本发明的技术方案是，

一种焊管焊缝正确定位的方法，其包括如下步骤：

1)将在焊管生产过程形成的与焊缝线成90°处即正9点钟处喷有标志线的焊管输送至0^#工位对齐，因为前道工序来的管子参差不齐，所以输送到0^#工位时的每根管子有对齐辊道将管子向着固定挡板对齐，这样保证每根管子在向1^#工位，2^#工位输送时，管子的前端正好在摄像小车和焊缝探伤仪的起始点前一点，同时保证了整根管子都在焊缝探伤仪可水平移动的最大的范围内，即整根管子的焊缝都能探伤检测到；

2)将对齐后的焊管输送至1^#工位，1^#工位沿焊管长度方向设置摄像小车，摄像小车可以上下、前后、左右移动，摄像小车上对应焊管中间水平位于设置3个摄像头，并排间隔布置；摄像小车与控制器电性连接，该控制器与1^#工位上设置的可旋转焊管的托辊的电机连接；如3个摄像头中的2个摄像头观察到焊管上的标志线，则发送信号给控制器，托辊停止焊管旋转；

3)将已找到标志线的焊管输送至2^#工位，2^#工位设置焊管托架，托架正上方设置焊缝探伤头，该焊缝探伤头可沿焊管长度方向移动；在2^#工位用角尺测量焊管焊缝与中心位置即12点钟位置偏差角度；如无偏差，则说明焊管焊缝线朝上处于中心，即正12点钟即正对焊缝探伤仪；如发现偏差，则将焊管返回1^#工位，根据偏差微调摄像小车的上下后，重新寻找标志线，找到后再把管子输送至2^#工位测量，多次循环测量，直至焊管焊缝线朝上处于中心，即正12点钟，以便于焊缝探伤仪准确进行焊缝探伤。

进一步，当焊管在1^#工位上准备好以后，控制器通知摄像小车进入到焊管有标志线区域，托辊开始快速旋转(正转)，3个摄像头开始寻找标志线，如3个摄像头中有2个找到了标志线，发送信号到控制器，托辊开始慢速反旋转找标志线，因为当托辊开始快速正旋转并找到了标志线，由于信号传送的延时性及旋转的惯性，当控制器发指令让托辊旋转停止，这是标志线已远离9点钟，所以控制器这时通知托辊开始慢速反旋转，而不是停止旋转，摄像头开始慢速寻找标志线，找到标志线后将焊管输送到2#工位，检验焊缝是否在12点即在探头的中心，如已作确认，正常生产，否则做下一步，将焊管返回1^#工位，根据偏差微调摄像小车的上下后，重新寻找标志线，找到后再把管子输送至2^#工位测量，多次循环测量，直至焊管焊缝线朝上处于中心，即正12点钟，以便于焊缝探伤仪准确进行焊缝探伤。

另外，本发明方法中驱动摄像小车的电机为带编码器的伺服电机。设定所述编码器的1个单位脉冲等于管子转1度。

所述的控制器为可编程序控制器PLC。

本发明的有益效果

本发明通过设置3个摄像头寻找标志线，配合测量及调节修正，实现焊管探伤焊缝快速精确定位，保证探伤时焊缝在近12点正的正确率达到了98％以上，调整焊缝线在正12点钟的方法变得容易操作和实现，焊缝探伤的有效作业率得到了提高为焊管质量检验的正确性快速性打下了基础。

附图说明

图1为本发明方法1^#工位的示意图。

图2为本发明旋转焊管的托辊及电机示意图。

图3为本发明摄像头找标志线的示意图。

图4为本发明方法的示意图。

图5a、图5b为本发明方法的示意图。

图6a、图6b为本发明方法的示意图。

具体实施方式

参见图1～图4，本发明焊管焊缝正确定位的方法，其包括如下步骤：

a)将在焊管生产过程形成的与焊缝线1成90°处即正9点钟处喷有标志线2的焊管3输送至0^#工位对齐，因为前道工序来的管子参差不齐，所以输送到0^#工位时的每根管子有对齐辊道将管子向着固定挡板对齐，这样保证每根管子在向1^#工位，2^#工位输送时，管子的前端正好在摄像小车和焊缝探伤仪的起始点前一点，同时保证了整根管子都在焊缝探伤仪可水平移动的最大的范围内，即整根管子的焊缝都能探伤检测到。

2)将对齐后的焊管3输送至1^#工位，1^#工位沿焊管长度方向设置摄像小车4，摄像小车4可以上下、前后、左右移动，摄像小车4上对应焊管中间水平位于设置3个摄像头5，并排间隔布置；摄像小车4与控制器6电性连接，该控制器6与1^#工位上设置的可旋转焊管3的托辊7的电机8连接；如3个摄像头5中的2个摄像头观察到焊管3上的标志线2，则发送信号给控制器6，托辊停止焊管旋转；

3)将已找到标志线的焊管输送至2^#工位，2^#工位设置焊管托架，托架正上方设置焊缝探伤仪9，该焊缝探伤仪9可沿焊管3长度方向移动；在2^#工位用角尺测量焊管焊缝与中心位置即12点钟位置偏差角度；如无偏差，则说明焊管焊缝线1朝上处于中心，即正12点钟即正对焊缝探伤仪9；如发现偏差，则将焊管3返回1^#工位，根据偏差微调摄像小车的上下后，重新寻找标志线，再输送至2^#工位测量，多次循环测量，直至焊管焊缝线1朝上处于中心，即正12点钟，以便于焊缝探伤仪9准确进行焊缝探伤。

进一步，步骤2中，当焊管在1^#工位上准备好以后，控制器6通知摄像小车4进入到焊管3有标志线区域，托辊7开始快速旋转(正转)，3个摄像头开始寻找标志线，如3个摄像头5中有2个找到了标志线，发送信号到控制器6，托辊7开始慢速反旋转找标志线2，因为当托辊7开始快速正旋转并找到了标志线2，由于信号传送的延时性及旋转的惯性，当控制器6发指令让托辊旋转停止，这是标志线2已远离9点钟，所以控制器6这时通知托辊7开始慢速反旋转，而不是停止旋转，摄像头5开始慢速寻找标志线2，找到标志线2后将焊管3输送到2#工位，检验焊缝是否在12点即在焊缝探伤仪9探头的中心，如已作确认，正常生产，否则做下一步，将焊管返回1^#工位，根据偏差微调摄像小车的上下后，重新寻找标志线，找到后再把管子输送至2^#工位测量，多次循环测量，直至焊管焊缝线朝上处于中心，即正12点钟，以便于焊缝探伤仪准确进行焊缝探伤。

上述开始寻找标志线2时，让托辊7旋转电机8快速旋转，如图2，当找到标志线2时，摄像头5会发出信号给所控制的控制器6PLC，当然PLC得到标志线找到信号后再指令托辊旋转电机停转，由于时序及机械上的惯性，这是可能标志线已偏离9点正很多了，这是PLC发指令要托辊旋转电机反向慢速旋转再找标志线，找到后托辊旋转电机停转，这时标志线很接近9点正了。

可对摄像小车4上下(Z轴)即摄像头5中心进行精确微调(如图3)。在开始寻找管子标志线前，开始时摄像头5中心初步调到在管子标志线2的9点正位置。按自动流程找到标志线2后，将焊管3横移输送到2#工位即探伤工位，假如这时探伤小车前进下降到焊管3的焊缝(焊缝线1)上，如图5a、图5b所示。

虽然标志线找到时在近9点正的位置，理论上管子在探伤工位时焊缝应近在正12点上，但是由于步进梁中心的不一至，2#探伤工位托架中心的不一至，以及管子在输送中的管子发生的偏转，就会造成如图5a焊缝朝上的情况，如要精密重新调整机械结构上的中心，以保证管子在探伤工位时焊缝近在正12点上，这是件非常费时费力的事情。

参见图5a、图5b，在目前的机械状况下如已造成如图5a焊缝朝上的情况时，如这时焊缝中心不到12点5度，则设置摄像小车4上下(Z轴)向上的偏差数值上加5，Z轴电机8’是带编码器的伺服电机，5代表是编码器的5个脉冲，通过检测每个单位脉冲相当于管子转1度，则这时摄像头在找到管子标志线时，此标志线过9点正(管子过5度)，以弥补管子在整个输送过程中的偏转，通过反复调整偏差值，一直当管子输送到探伤工位(2^#工位)时焊缝中心近在正12点上为止，如图5b焊缝朝上，生产几小时后再做一次复查，以保证目前的机械状态下寻找到的焊管标志线2，探伤时焊缝线1在近12点正上(探头检测覆盖内)。

如发生图6a焊缝朝上的情况则如上方法设置摄像小车4上下(Z轴)向下的偏差，则摄像头5在找到管子标志线2时，此标志线2不到9点正，通过反复调整偏差值，一直当焊管输送到探伤工位时焊缝中心近在正12点上为止，如图6b焊缝朝上。

Claims (5)

1.一种焊管焊缝正确定位的方法，其包括如下步骤：

1)将在焊管生产过程形成的与焊缝线成90°处即正9点钟处喷有标志线的焊管输送至0^#工位对齐；

2)将对齐后的焊管输送至1^#工位，1^#工位沿焊管长度方向设置摄像小车，摄像小车可以上下、前后、左右移动，摄像小车上对应焊管中间水平位于设置3个摄像头，并排间隔布置；摄像小车与控制器电性连接，该控制器与1^#工位上设置的可旋转焊管的托辊的电机连接；如3个摄像头中的2个摄像头观察到焊管上的标志线，则发送信号给控制器，托辊停止焊管旋转；

3)将已找到标志线的焊管输送至2^#工位，2^#工位设置焊管托架，托架正上方设置焊缝探伤仪，该焊缝探伤仪可沿焊管长度方向移动；在2^#工位用角尺测量焊管焊缝与中心位置即12点钟位置偏差角度；如无偏差，则说明焊管焊缝线朝上处于中心，即正12点钟即正对焊缝探伤仪；如发现偏差，则将焊管返回1^#工位，根据偏差微调摄像小车的上下后，重新寻找标志线，找到后再把管子输送至2^#工位测量，多次循环测量，直至焊管焊缝线朝上处于中心，即正12点钟，以便于焊缝探伤仪准确进行焊缝探伤。

2.如权利要求1所述的焊管焊缝正确定位的方法，其特征是，当焊管在1^#工位上准备好以后，控制器通知摄像小车进入到焊管有标志线区域，托辊开始快速正旋转，3个摄像头开始寻找标志线，如3个摄像头中有2个找到了标志线，发送信号到控制器，托辊开始慢速反旋转找标志线，因为当托辊开始快速正旋转并找到了标志线，由于信号传送的延时性及旋转的惯性，当控制器发指令让托辊旋转停止，这时标志线已远离9点钟，所以控制器这时通知托辊开始慢速反旋转，而不是停止旋转，摄像头开始慢速寻找标志线，找到标志线后将焊管输送到2#工位，检验焊缝是否在12点即在探头的中心，如已作确认，正常生产，否则做下一步，将焊管返回1^#工位，根据偏差微调摄像小车的上下后，重新寻找标志线，找到后再把管子输送至2^#工位测量，多次循环测量，直至焊管焊缝线朝上处于中心，即正12点钟，以便于焊缝探伤仪准确进行焊缝探伤。

3.如权利要求1所述的焊管焊缝正确定位的方法，其特征是，驱动摄像小车的电机为带编码器的伺服电机。

4.如权利要求3所述的焊管焊缝正确定位的方法，其特征是，设定所述编码器的1个单位脉冲等于管子转1度。

5.如权利要求1或2所述的焊管焊缝正确定位的方法，其特征是，所述的控制器为可编程序控制器。

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