[发明专利]一种电磁脉冲焊接用管材实时对中纠偏方法

说明书

本发明涉及一种电磁脉冲焊接用管材实时对中纠偏装置及方法，该装置包括电磁脉冲焊台、管材对中纠偏模块和图像采集处理模块，所述电磁脉冲焊台上安装外管，所述管材对中纠偏模块包括十字滑台机构和控制器，所述十字滑台机构上安装内管，所述图像采集处理模块用于获取内外管装配图像，对图像进行处理并计算内外管偏心距，如果偏心距符合焊接要求，则通过电磁脉冲焊台对内外管进行焊接，如果偏心距不符合焊接要求，则通过控制器控制十字滑台机构驱动内管进行横向及竖向移动，进而调节内外管偏心距，实现内外管对中纠偏。该装置及方法有利于提高口径不同管材电磁脉冲焊接中内外管对中的效率和精度。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种电磁脉冲焊接用管材实时对中纠偏装置及方法。

背景技术

电磁脉冲技术是基于电磁感应原理，通过瞬间放电，在感应线圈以及高导电性的外管表面产生方向相反的感应磁场，外管在电磁排斥力的作用下与内管高速撞击形成焊接接头。该方法可以有效提高内径不同的管材对接效率。

然而，焊接过程中内外管对中与否，即偏心距的大小将决定内管受力以及内外管的结合是否均匀。传统对中方法多采用手动控制十字步进滑台进行对中，效率低且精度差，成为制约进一步效率提高的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁脉冲焊接用管材实时对中纠偏装置及方法，该装置及方法有利于提高口径不同管材电磁脉冲焊接中内外管对中的效率和精度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电磁脉冲焊接用管材实时对中纠偏装置，包括电磁脉冲焊台、管材对中纠偏模块和图像采集处理模块，所述电磁脉冲焊台上安装外管，所述管材对中纠偏模块包括十字滑台机构和控制器，所述十字滑台机构上安装内管，所述图像采集处理模块用于获取内外管装配图像，对图像进行处理并计算内外管偏心距，如果偏心距符合焊接要求，则通过电磁脉冲焊台对内外管进行焊接，如果偏心距不符合焊接要求，则通过控制器控制十字滑台机构驱动内管进行横向及竖向移动，进而调节内外管偏心距，实现内外管对中纠偏。

进一步地，所述图像采集处理模块包括工业相机和计算机，所述工业相机拍摄内外管装配图像，然后传输给计算机，所述计算机基于图像处理算法对图像进行处理，获取图像中内外管的轮廓及圆心，进而计算内外管偏心距。

进一步地，所述图像处理算法为霍夫圆检测算法。

进一步地，所述计算机根据计算出的内外管偏心距，判断偏心距是否符合焊接要求，是则发送焊接指令给电磁脉冲焊台，通过电磁脉冲焊台对内外管进行焊接；否则发送纠偏指令及偏心距数据给控制器进行纠偏操作，所述控制器根据偏心距数据计算出内管横向及竖向分别需要移动的距离，然后控制十字滑台机构驱动内管进行相应距离的横向及竖向移动，进而实现内外管偏心距的调节；所述图像采集处理模块继续进行内外管装配图像的获取、处理以及内外管偏心距的计算，直至偏心距符合要求。

进一步地，所述控制器为Arduino单片机。

本发明还提供了一种基于上述装置的电磁脉冲焊接用管材实时对中纠偏方法，包括以下步骤：

步骤1.图像采集处理模块上的工业相机获取内外管装配图像，并发送给图像采集处理模块上的计算机；

步骤2.计算机获取工业相机拍摄的图像，并将非灰度图转化为灰度图；

步骤3.通过包括二值化、中值滤波、高斯模糊的一系列处理，对微小轮廓进行过滤，使图像中的物体边缘更为清晰：

其中，C为轮廓i的周长，n为轮廓个数，AVG为轮廓长度均值，profile_i(x,y)为轮廓i的图像；