[发明专利]管道多点同步自动焊预扫描式焊缝激光跟踪方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及管道多点同步自动焊预扫描式焊缝激光跟踪方法及装置，属于焊接技术领域。

背景技术

多点分段焊接技术与设备结构有关，因为焊炬的增加，若按照常规焊缝跟踪技术方案：焊接过程中一个焊炬需配备一套焊缝跟踪系统，其硬件系统十分庞大、机械结构笨重、控制软件复杂、不易控制，成本上也非常昂贵。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供管道多点同步自动焊预扫描式焊缝激光跟踪方法及装置。

管道多点同步自动焊预扫描式焊缝激光跟踪方法，含有以下步骤；

在施焊前，通过激光传感器对焊缝进行全位置精准扫描，绘制出每个焊炬的运动轨迹及每个焊炬和焊缝中心位置的偏差值，将偏差信号传送给控制系统，通过软件程序进行处理、识别、分段，按照对应位置分配给每个焊炬的位置调整机构，提前预知每个焊炬对应焊缝位置的行走轨迹，自动调整多个焊炬与焊缝中心的左右偏差，从而实现焊接过程中的焊缝跟踪；

采用预扫描式焊缝激光跟踪技术完成对每一个焊炬行走轨迹的预设定，达到控制每个焊炬在各自焊接区域左右位置自动调整的目的；

管道多点同步自动焊设备，焊炬和激光跟踪系统分别安装在两个相互平行的运动机构上，8个焊炬以一个运动机构同时运动，运动轨迹和激光跟踪系统的运动轨迹平行；

焊缝跟踪轨迹计算为：将管道分为左右两个半圆，每个半圆分成4段，分别对应不同的焊炬实现圆周焊接（整个圆周共分布8个焊炬）；每段的运动距离为45°角对应的圆弧长度，如图1；施焊前进行预扫描，左右各一激光跟踪系统从0点位置到6点位置，沿管道左右两半圆焊缝运行，将0～6点不同位置的焊缝偏差量计算出来，传送给控制器，进行数据编程、分段，识别；在施焊过程中，每个焊炬根据控制系统的位置偏移量自动调整，提前确定每个焊炬的运动轨迹，实现焊缝对中；

具体步骤如下；

确定基准点：激光跟踪系统和焊炬的基准点必须一致，都以0点正对焊缝中心的位置为基准点，激光跟踪系统将光线投射在该位置，从0～6点位置进行扫描；通过角度传感器，将每一度的光线行走轨迹与基准点进行比较，得出每一度位置与焊缝中心的左右位置差值，组成二维数组，因为焊炬和激光跟踪系统运动轨迹是相互平行的，又是同一个基准点，因此激光跟踪系统扫描出的左右位置的偏差值就是焊炬的实际偏差值；

数据处理：将偏差值进行A/D转换、数据采集，将不同位置偏差值的二维数组分配给相对应的焊炬；0°～45°的偏差数据传送给#1焊炬，45°～90°的偏差数据传送给#2焊炬，90°～135°的偏差数据传送给#3焊炬，135°～180°的偏差数据传送给#4焊炬；

确定每个焊炬的初始位置：以#1焊炬到基准点的距离为标准，计算运动距离，再根据激光跟踪系统测量的0°位置、45°位置、90°位置、135°位置（即每个焊炬的起始焊接位置）的偏差量进行加或减的计算，确定出每一个焊炬运动到焊缝中心位置的距离，完成施焊前每个焊炬的自动对中；焊接开始，对应每个焊炬所分配的偏差值，每个焊炬自动的调整左右位置消除偏差量，保证在焊接过程中始终对准焊缝中心，完成焊缝的自动跟踪。

一种管道多点同步自动焊预扫描式焊缝激光跟踪装置，其特征在#1焊炬、#2焊炬、#3焊炬、#4焊炬、#5焊炬、#6焊炬、#7焊炬和#8焊炬位于工作台的圆周外，#1焊炬、#2焊炬、#3焊炬、#4焊炬、#5焊炬、#6焊炬、#7焊炬和#8焊炬之间的角度：#1焊炬与#2焊炬之间的角度为45度，#3焊炬与#2焊炬之间的角度为45度，#3焊炬与#4焊炬之间的角度为45度，#4焊炬与#5焊炬之间的角度为45度，#5焊炬与#6焊炬之间的角度为45度，#6焊炬与#7焊炬之间的角度为45度，#7焊炬与#8焊炬之间的角度为45度，#1焊炬与#8焊炬之间的角度为45度。

本发明的优点是采用预扫描式焊缝激光跟踪技术完成对每一个焊炬行走轨迹的预设定，达到控制每个焊炬在各自焊接区域左右位置自动调整的目的。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1管道多点同步自动焊焊炬装置示意图;

图2预扫描式激光跟踪焊缝原理图;

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式