[发明专利]一种管板换热器的管板焊接方法

说明书

一种管板换热器的管板焊接方法，属于自动焊接技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1）识别换热器管板焊接点及管板焊接点中心位置；步骤2）计算管板数s与焊接层数n，步骤3）控制装置根据管板数s、焊接层数n及管板焊接点中心坐标，按照出由外至内、且每次焊接后机械臂带动焊枪转动90°的原则制定焊接方案；步骤4）焊枪（7）移动至焊接点位置；步骤5）第二CCD照相机（10）识别、处理当前焊接点的图像信息，得出对应的单个管板圆的圆心坐标与半径；步骤6）焊枪（7）按照焊接方案对管板进行焊接；步骤7）焊枪（7）对未焊接管板焊接。本管板换热器的管板焊接方法实现了自动焊接，减少了焊接热应力，保证了焊接的密封性好。

技术领域

一种管板换热器的管板焊接方法，属于自动焊接技术领域。

背景技术

目前管板式换热器是广泛用于石油、化工、冶金等工业领域的热交换器。在管板式换热器生产过程中，焊接固定管板与管束为极为重要的一环，管板焊接质量的好坏直接决定换热器能否正常工作。由于大型管板式换热器管束数量巨大，管板面积广，人工焊接人工成本大，生产效率低，难于保证焊接质量。此外，数量众多且密集的分布的焊缝会造成焊接时管板上下不同区域存在严重的热输入分布不均匀，会造成管板的焊接质量下降和较为严重的管板变形，对换热器的密封性造成威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够实现自动焊接，且降低了焊接热应力的影响的管板换热器的管板焊接方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该管板换热器的管板焊接方法，其特征在于：焊接装置包括机械臂、转轴以及焊枪，机械臂通过主轴转动安装在底座上，转轴转动安装在机械臂的自由端上，焊枪安装在转轴一侧并随转轴同步转动，转轴上安装有第二CCD照相机，机械臂或底座上设置有第一CCD照相机，转轴和主轴均连接有带动其转动的动力装置，第一CCD照相机、第二CCD照相机、机械臂以及动力装置均连接控制装置；

焊接方法包括如下步骤：

步骤1）使主轴与换热器的中心对正，第一CCD照相机识别换热器管板焊接点及管板焊接点中心位置；

步骤2）控制装置根据第一CCD照相机识别的管板目标，计算管板数s与焊接层数n，计算公式如下：

；

；

其中，n为正整数，k为计算的中间值，k为正整数；

步骤3）控制装置根据管板数s、焊接层数n及管板焊接点中心坐标，按照由外至内、且每次焊接后机械臂带动焊枪转动90°的原则制定焊接方案；

步骤4）控制装置控制动力装置和机械臂，使焊枪移动至焊接点位置；

步骤5）第二CCD照相机识别、处理当前焊接点的图像信息，得出对应的单个管板圆的圆心坐标与半径；

步骤6）控制装置控制动力装置以及机械臂，使焊枪按照对应的管板圆的圆心坐标与半径，并按照焊接方案对管板进行焊接；

步骤7）控制装置控制动力装置以及机械臂，使焊枪对未焊接管板焊接，完成整个管板的焊接。

优选的，步骤1）中所述的第一CCD照相机采用卷积神经网络识别换热器，并将管板标记为未焊接管板与已焊接管板，并得出将所有未焊接点框在内的方形目标检测框，目标检测框的对角的坐标，，根据目标检测框的对角的坐标得出管板焊接点中心位置：

。

优选的，步骤5）中所述的第二CCD照相机采用图像二值化、边缘提取与霍夫变换方法得出的单个管板圆的圆心坐标与半径。

优选的，步骤5）中得出单个管板圆的圆心坐标与半径的方法如下：