CN110369832A - 一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及方法 - Google Patents

一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种螺纹焊管成型过程智能调整系统包括：图像拍摄单元，用于拍摄螺纹焊管成型过程内焊区与外焊区的焊接信息；图像采集单元，用于采集图像拍摄单元拍摄焊接信息，并生成数字信息，发送至数据处理中心；焊接信息存储单元，用于存储内焊区与外焊区的预设焊接信息；数据处理中心，用于调取焊接信息存储单元存储的预设焊接信息，并将图像采集单元发送的焊接信息与所述预设焊接信息一一对比，并将对比结果反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机；螺旋焊管成型机和埋弧焊机根据反馈结果对焊接过程进行调整。本发明能够避免螺纹焊管焊接过程质量不稳定的问题，保证了螺纹焊管的成材率。

Description

一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及方法
技术领域
本发明涉及金属板材加工技术领域，特别涉及一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及方法。
背景技术
螺旋焊管机组采用将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带为原料，通过一定的螺旋线的角度(叫成型角)卷成管坯，经过埋弧焊焊接后，生产出焊管。
高频焊管具有生产成本低、钢管圆度高、输送效率高、单侧焊缝便于维护、残余应力低等优点。且被广泛应用于建筑结构、管线输送等领域，其中，生产的产品品种有结构管、石油套管、管线管等。
然而，在现有技术中，螺旋焊管焊接时，存在作业效率低，焊接质量不稳定的问题，究其原因在于：现场工作人员调整成型机组的位置，按照螺旋线的角度卷成管坯，焊接时难以观察到是否出现错边状况，焊接质量是否符合要求，从而导致质量不稳定，产生较多的废管。
因此，为了解决现有技术中的上述问题，需要一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及智能调整方法，以解决螺纹焊管焊接过程质量不稳定的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种螺纹焊管成型过程智能调整系统，所述系统包括：
图像拍摄单元，包括布置于螺纹焊管内焊区的第一摄像头，以及布置于螺纹焊管外焊区的第二摄像头；
所述图像拍摄单元，用于拍摄螺纹焊管成型过程内焊区与外焊区的焊接信息；
图像采集单元，用于采集图像拍摄单元拍摄焊接信息，并生成数字信息，发送至数据处理中心；
焊接信息存储单元，用于存储内焊区与外焊区的预设焊接信息；
数据处理中心，用于调取焊接信息存储单元存储的预设焊接信息，并将图像采集单元发送的焊接信息与所述预设焊接信息一一对比，并将对比结果反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机；
所述螺旋焊管成型机和所述埋弧焊机根据反馈结果对焊接过程进行调整。
在一个较佳的实施例中，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的位置参数与所述预设焊接信息中的位置参数一一对比，生成第一误差值。
在一个较佳的实施例中，所述位置参数包括钢带对接点、钢带角度、毛刺形状以及焊缝宽度。
在一个较佳的实施例中，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的质量参数与所述预设焊接信息中的质量参数一一对比，生成第二误差值。
在一个较佳的实施例中，所述质量参数包括焊缝中的杂质、气泡，以及焊透率。
在一个较佳的实施例中，螺旋焊管成型机根据第一误差值，调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。
在一个较佳的实施例中，埋弧焊机根据所述第二误差值，调整所述埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。
本发明的另一个方面在于提供一种螺纹焊管成型过程智能调整方法，所述方法包括如下方法步骤：
布置于螺纹焊管内焊区的第一摄像头拍摄内焊区的焊接信息，布置于螺纹焊管外焊区的第二摄像头拍摄外焊区的焊接信息；
采集图像拍摄单元拍摄焊接信息，并生成数字信息，发送至数据处理中心；
数据处理中心，用于调取焊接信息存储单元存储的预设焊接信息，并将图像采集单元发送的焊接信息与所述预设焊接信息一一对比，并将对比结果反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机；
所述螺旋焊管成型机和所述埋弧焊机根据反馈结果对焊接过程进行调整。
在一个较佳的实施例中，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的位置参数与所述预设焊接信息中的位置参数一一对比，生成第一误差值；
所述螺旋焊管成型机根据第一误差值，调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。
在一个较佳的实施例中，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的质量参数与所述预设焊接信息中的质量参数一一对比，生成第二误差值；
所述埋弧焊机根据所述第二误差值，调整所述埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。
本发明他提供的一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及智能调整方法，能够有效对螺纹焊管成型过程进行实时监控，达到及时对螺旋焊管成型机和埋弧焊机调整的目的，避免螺纹焊管焊接过程质量不稳定的问题，保证了螺纹焊管的成材率，减少了废管率。
本发明他提供的一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及智能调整方法，在线监测螺纹焊管焊接过程中的位置参数和质量参数，提高了螺旋焊管机的作业效率，减少废管的产生，增加了螺旋焊管机的智能化程度，极大的降低了其操作人员的工作强度。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1是本发明一种螺纹焊管成型过程智能调整系统的结构示意图。
图2是本发明一种螺纹焊管成型过程智能调整系统中图像拍摄单元的布置示意图。
图3是本发明一种螺纹焊管成型过程智能调整方法的流程框图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
下面结合具体的实施例对本发明提供的一种种螺纹焊管成型过程智能调整系统进行详细说明。如图1所示本发明一种螺纹焊管成型过程智能调整系统的结构示意图，根据本发明的实施例，一种螺纹焊管成型过程智能调整系统，包括：图像拍摄单元101、图像采集单元102、焊接信息存储单元104、数据处理中心103，以及螺旋焊管成型机和埋弧焊机。
螺旋焊管成型机和埋弧焊机作为执行机构200，直接对钢带进行卷曲焊接，本领域技术人员根据螺纹焊管规格需求，选择合适的螺旋焊管成型机和埋弧焊机。
如图2所示本发明一种螺纹焊管成型过程智能调整系统中图像拍摄单元的布置示意图，根据本发明的实施例，图像拍摄单元101，拍摄螺纹焊管成型过程内焊区与外焊区的焊接信。图像拍摄单元101，包括布置于螺纹焊管内焊区301的第一摄像头101，以及布置于螺纹焊管外焊区302的第二摄像头1012。第一摄像头1011与第二摄像头1012以光学成像的方式对内焊区和外焊区进行拍摄。
本实施例中，第一摄像头1011与第二摄像头1012选用型号为BFLY-PGE-50H5M-C的工业相机，镜头选为HF2514V，第一摄像头1011设置在内焊接区301上方以45°角拍摄，第二摄像头1012设置在外焊接区302上方以45°角拍摄。通过第一摄像头1011和第二摄像头1012的布置，提高采集精度，减少失真度。
钢带3在螺旋焊管成型机上卷曲，通过埋弧焊机对焊缝进行焊接。在螺纹焊管成型过程中，第一摄像头1011拍摄内焊区301的焊接信息，第二摄像头1012拍摄外焊区302的焊接信息。
焊接信息存储单元104，用于存储内焊区与外焊区的预设焊接信息。根据本发明的实施例，螺纹焊管成型前，根据螺纹焊管规格需求，预先设定焊接信息，将焊接信息存储在焊接信息存储单元中。
根据本发明的实施例，焊接信息存储单元104中存储的焊接信息包括位置参数和质量参数，位置参数包括螺纹焊管成型过程中的钢带对接点、钢带角度、毛刺形状以及焊缝宽度。质量参数包括螺纹焊管成型过程焊缝中的杂质、气泡，以及焊透率。
图像采集单元102，用于采集图像拍摄单元拍摄焊接信息，并生成数字信息，发送至数据处理中心103。
数据处理中心103，用于调取焊接信息存储单元104存储的预设焊接信息，并将图像采集单元发送的焊接信息与预设焊接信息一一对比，并将对比结果反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机。
根据本发明的实施例，数据处理中心103将图像采集单元发送的焊接信息中的位置参数与预设焊接信息中的位置参数一一对比，生成第一误差值。
图像采集单元102发送的焊接信息中的位置参数包括钢带对接点、钢带角度、毛刺形状以及焊缝宽度，将其与预设焊接信息中的位置参数进行一一对比。
具体地，数据处理中心通过机器视觉算法，对比采集的钢带对接点焊与预设的钢带对接点，根据对比结果判断是否出现错边。
数据处理中心103通过机器视觉算法，对比采集的钢带角度与预设的钢带角度、对比采集的毛刺形状与预设的毛刺形状，以及采集的焊缝宽度与预设的焊缝宽度。
应当理解，对于上述对比分析过程，本领域技术人员可以根据现有机器视觉算法进行编程，本发明对于具体的算法不做限定，凡是可以实现对比结果的算法均可。
根据本发明的实施例，数据处理中心103通过对比，将上述位置参数的对比差值进行综合加权计算，生成第一误差值。
螺旋焊管成型机根据第一误差值，调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。具体地实施例中，数据处理中心生成第一误差值，形成控制信号反馈至控制系统，通过控制系统以及驱动装置，驱动螺旋焊管成型机调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。对于控制系统(例如伺服控制器)以及驱动装置(例如气压驱动、液压驱动或者电机驱动)根据具体需要选择，本实施例中不再赘述。
根据本发明的实施例，数据处理中心103将图像采集单元发送的焊接信息中的质量参数与预设焊接信息中的质量参数一一对比，生成第二误差值。
图像采集单元102发送的焊接信息中的质量参数包括焊缝中的杂质、气泡，以及焊透率，将其与预设焊接信息中的位置参数进行一一对比。
具体地，数据处理中心通过机器视觉算法，对比采集的焊缝中的杂质与预设的焊缝中的杂质、对比采集的焊缝中的气泡与预设的焊缝中的气泡、对比采集的焊透率与预设的焊透率。
应当理解，对于上述对比分析过程，本领域技术人员可以根据现有机器视觉算法进行编程，本发明对于具体的算法不做限定，凡是可以实现对比结果的算法均可。
根据本发明的实施例，数据处理中心103通过对比，将上述质量参数的对比差值进行综合加权计算，生成第二误差值。
埋弧焊机根据第二误差值，调整埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。具体地实施例中，数据处理中心生成第二误差值，形成控制信号反馈至控制系统，通过控制系统以及驱动装置，驱动埋弧焊机调整埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。
根据本发明的实施例，螺纹焊管成型过程中，从内焊区和外焊区两个角度实时采集焊接信息，将焊接信息反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机，螺旋焊管成型机和埋弧焊机根据反馈结果对焊接过程进行调整。
根据本明的实施例，一种螺纹焊管成型过程智能调整方法，包括如下方法步骤：
步骤S101、采集焊接信息。
根据本发明的实施例，在螺纹焊管过程中，布置于螺纹焊管内焊区的第一摄像头拍摄内焊区的焊接信息，布置于螺纹焊管外焊区的第二摄像头拍摄外焊区的焊接信息。
图像采集单元，采集图像拍摄单元拍摄焊接信息，并生成数字信息，发送至数据处理中心。
步骤S102、焊接信息数据对比。
数据处理中心，调取焊接信息存储单元存储的预设焊接信息，并将图像采集单元发送的焊接信息与所述预设焊接信息一一对比。
根据本发明的实施例，数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的位置参数与预设焊接信息中的位置参数一一对比，生成第一误差值。
图像采集单元发送的焊接信息中的位置参数包括钢带对接点、钢带角度、毛刺形状以及焊缝宽度，将其与预设焊接信息中的位置参数进行一一对比。
具体地，数据处理中心通过机器视觉算法，对比采集的钢带对接点焊与预设的钢带对接点，根据对比结果判断是否出现错边。
据处理中心通过机器视觉算法，对比采集的钢带角度与预设的钢带角度、对比采集的毛刺形状与预设的毛刺形状，以及采集的焊缝宽度与预设的焊缝宽度。
应当理解，对于上述对比分析过程，本领域技术人员可以根据现有机器视觉算法进行编程，本发明对于具体的算法不做限定，凡是可以实现对比结果的算法均可。
根据本发明的实施例，数据处理中心通过对比，将上述位置参数的对比差值进行综合加权计算，生成第一误差值。
根据本发明的实施例，数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的质量参数与预设焊接信息中的质量参数一一对比，生成第二误差值。
图像采集单元发送的焊接信息中的质量参数包括焊缝中的杂质、气泡，以及焊透率，将其与预设焊接信息中的位置参数进行一一对比。
具体地，数据处理中心通过机器视觉算法，对比采集的焊缝中的杂质与预设的焊缝中的杂质、对比采集的焊缝中的气泡与预设的焊缝中的气泡、对比采集的焊透率与预设的焊透率。
应当理解，对于上述对比分析过程，本领域技术人员可以根据现有机器视觉算法进行编程，本发明对于具体的算法不做限定，凡是可以实现对比结果的算法均可。
根据本发明的实施例，数据处理中心通过对比，将上述质量参数的对比差值进行综合加权计算，生成第二误差值。
步骤S103、反馈对比结果，螺旋焊管成型机和埋弧焊机对焊接过程进行调整。
根据本发明的实施例，将对比结果反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机。具体地实施例中，将第一误差值和第二误差值反馈，螺旋焊管成型机和埋弧焊机根据反馈结果对焊接过程进行调整。
螺旋焊管成型机根据第一误差值，调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。具体地实施例中，数据处理中心生成第一误差值，形成控制信号反馈至控制系统，通过控制系统以及驱动装置，驱动螺旋焊管成型机调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。对于控制系统(例如伺服控制器)以及驱动装置(例如气压驱动、液压驱动或者电机驱动)根据具体需要选择，本实施例中不再赘述。
埋弧焊机根据第二误差值，调整埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。具体地实施例中，数据处理中心生成第二误差值，形成控制信号反馈至控制系统，通过控制系统以及驱动装置，驱动埋弧焊机调整埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。
本发明他提供的一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及智能调整方法，能够有效对螺纹焊管成型过程进行实时监控，达到及时对螺旋焊管成型机和埋弧焊机调整的目的，避免螺纹焊管焊接过程质量不稳定的问题，保证了螺纹焊管的成材率，减少了废管率。
本发明他提供的一种螺纹焊管成型过程智能调整系统及智能调整方法，在线监测螺纹焊管焊接过程中的位置参数和质量参数，提高了螺旋焊管机的作业效率，减少废管的产生，增加了螺旋焊管机的智能化程度，极大的降低了其操作人员的工作强度。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种螺纹焊管成型过程智能调整系统，其特征在于，所述系统包括：
图像拍摄单元，包括布置于螺纹焊管内焊区的第一摄像头，以及布置于螺纹焊管外焊区的第二摄像头；
所述图像拍摄单元，用于拍摄螺纹焊管成型过程内焊区与外焊区的焊接信息；
图像采集单元，用于采集图像拍摄单元拍摄焊接信息，并生成数字信息，发送至数据处理中心；
焊接信息存储单元，用于存储内焊区与外焊区的预设焊接信息；
数据处理中心，用于调取焊接信息存储单元存储的预设焊接信息，并将图像采集单元发送的焊接信息与所述预设焊接信息一一对比，并将对比结果反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机；
所述螺旋焊管成型机和所述埋弧焊机根据反馈结果对焊接过程进行调整。
2.根据权利要求1所述的智能调整系统，其特征在于，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的位置参数与所述预设焊接信息中的位置参数一一对比，生成第一误差值。
3.根据权利要求2所述的智能调整系统，其特征在于，所述位置参数包括钢带对接点、钢带角度、毛刺形状以及焊缝宽度。
4.根据权利要求1所述的智能调整系统，其特征在于，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的质量参数与所述预设焊接信息中的质量参数一一对比，生成第二误差值。
5.根据权利要求4所述的智能调整系统，其特征在于，所述质量参数包括焊缝中的杂质、气泡，以及焊透率。
6.根据权利要求2所述的智能调整系统，其特征在于，螺旋焊管成型机根据第一误差值，调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。
7.根据权利要求4所述的智能调整系统，其特征在于，埋弧焊机根据所述第二误差值，调整所述埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。
8.一种螺纹焊管成型过程智能调整方法，其特征在于，所述方法包括如下方法步骤：
布置于螺纹焊管内焊区的第一摄像头拍摄内焊区的焊接信息，布置于螺纹焊管外焊区的第二摄像头拍摄外焊区的焊接信息；
采集图像拍摄单元拍摄焊接信息，并生成数字信息，发送至数据处理中心；
数据处理中心，调取焊接信息存储单元存储的预设焊接信息，并将图像采集单元发送的焊接信息与所述预设焊接信息一一对比，并将对比结果反馈至螺旋焊管成型机和埋弧焊机；
所述螺旋焊管成型机和所述埋弧焊机根据反馈结果对焊接过程进行调整。
9.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的位置参数与所述预设焊接信息中的位置参数一一对比，生成第一误差值；
所述螺旋焊管成型机根据第一误差值，调整螺旋焊管成型机机架的角度、成型辊或焊垫辊位置。
10.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，所述数据处理中心将图像采集单元发送的焊接信息中的质量参数与所述预设焊接信息中的质量参数一一对比，生成第二误差值；
所述埋弧焊机根据所述第二误差值，调整所述埋弧焊机的电流电压大小，以及钢带进料速度。
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