行業(yè)情況
煤氣罐（液化氣鋼瓶）是一種儲(chǔ)藏煤氣的鋼瓶，是應(yīng)用廣泛的特種設(shè)備，是民用重復(fù)充裝液化石油氣、承受內(nèi)壓的貯運(yùn)式專(zhuān)用壓力容器。鋼瓶由瓶體、護(hù)罩、底座、瓶閥構(gòu)成，要求安全可靠。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高以及民用燃料結(jié)構(gòu)的變化，液化石油氣作為高效清潔燃料，連同盛裝氣體的鋼瓶已進(jìn)入千家萬(wàn)戶。液化石油氣屬于易燃易爆壓縮氣體，盛裝氣體的鋼瓶是一種移動(dòng)式壓力容器，其安全問(wèn)題尤為重要，而保證鋼瓶制造質(zhì)量是確保鋼瓶安全使用的重要前提。
鋼瓶制造質(zhì)量關(guān)鍵質(zhì)量特性有：
? 鋼瓶主體材料的質(zhì)量
? 鋼瓶容積質(zhì)量
? 鋼瓶熱處理質(zhì)量
? 瓶閥質(zhì)量
? 鋼瓶主環(huán)焊縫質(zhì)量
存在問(wèn)題
焊接是煤氣鋼瓶制造的重要工序，對(duì)煤氣鋼瓶質(zhì)量具有重要影響，因此需要對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制。
目前煤氣瓶制造企業(yè)主要存在以下問(wèn)題：
誤差大
以液化石油氣鋼瓶為例，由于采用薄鋼板冷壓成型，下料環(huán)節(jié)不可避免存在誤差；拼接焊過(guò)程中，夾具精度以及人工擺放也會(huì)產(chǎn)生偏差，最終導(dǎo)致焊縫實(shí)際位置與理論位置存在偏移。
生產(chǎn)效率低
目前鋼瓶焊接大多采用一臺(tái)環(huán)焊機(jī)配一個(gè)工人觀察并手動(dòng)調(diào)整焊槍位置的方式進(jìn)行焊接，自動(dòng)化程度較低，生產(chǎn)效率受到限制。
生產(chǎn)質(zhì)量及安全性差
人工長(zhǎng)期操作容易受到疲勞、注意力下降等因素影響，導(dǎo)致焊縫一致性和穩(wěn)定性降低。同時(shí)，焊偏的鋼瓶在壓力測(cè)試過(guò)程中容易產(chǎn)生安全隱患，增加生產(chǎn)成本并威脅操作人員安全。
煤氣鋼瓶主要焊縫為上下封頭連接位置的環(huán)焊縫，該焊縫質(zhì)量直接影響鋼瓶整體性能，因此應(yīng)采用自動(dòng)焊接方式進(jìn)行加工。
采用自動(dòng)焊的目的在于保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定。由于煤氣鋼瓶屬于批量生產(chǎn)產(chǎn)品，只有自動(dòng)焊接才能持續(xù)保持焊縫質(zhì)量的一致性。
解決方案
創(chuàng)想激光焊縫跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于煤氣鋼瓶焊接，可實(shí)現(xiàn)焊縫高精度跟蹤與自動(dòng)糾偏，有效提升煤氣瓶焊接良品率，提高鋼瓶生產(chǎn)企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
設(shè)備介紹
焊縫自動(dòng)跟蹤焊設(shè)備主要由四個(gè)部分組成：電氣控制單元、機(jī)械傳動(dòng)單元、焊縫跟蹤單元以及顯控單元。通過(guò)系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)設(shè)備由人工手動(dòng)跟蹤向自動(dòng)跟蹤的轉(zhuǎn)換，減少操作步驟，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)改善焊接質(zhì)量。焊縫自動(dòng)跟蹤設(shè)備單元及選型情況如下圖所示。
系統(tǒng)組成
焊縫自動(dòng)跟蹤焊設(shè)備系統(tǒng)組成如下圖所示：
系統(tǒng)控制流程
設(shè)備主要由激光跟蹤器、人機(jī)界面、微嵌屏、PLC控制柜、驅(qū)動(dòng)器、跟蹤滑臺(tái)、擺動(dòng)滑臺(tái)以及控制盒組成。
激光焊縫跟蹤器通過(guò)激光發(fā)射與接收，對(duì)焊縫進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并通過(guò)內(nèi)部算法處理獲得焊縫圖像及偏差信號(hào)。焊縫圖像通過(guò)網(wǎng)口傳輸至顯示屏，實(shí)現(xiàn)焊縫狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示。
伺服編碼器計(jì)算旋轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行脈沖數(shù)，并轉(zhuǎn)換為行走距離發(fā)送給PLC，實(shí)現(xiàn)多層多道焊接控制。跟蹤器檢測(cè)出的焊縫位置數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)通訊發(fā)送至PLC，經(jīng)PLC運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換為控制脈沖，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整焊槍位置、擺幅寬度以及焊接速度。
設(shè)備控制流程
機(jī)械部分安裝
機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝圖
? 高低和左右滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)焊縫偏移量的高低、左右補(bǔ)償；
? 擺動(dòng)滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)焊縫自適應(yīng)擺動(dòng)；
? 前進(jìn)滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)焊接速度調(diào)整；
? 絕緣桿實(shí)現(xiàn)跟蹤器與設(shè)備絕緣，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
人機(jī)界面
控制盒圖示
人機(jī)界面如圖所示，通過(guò)控制盒可實(shí)現(xiàn)以下操作：
? 查看跟蹤設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并設(shè)置控制參數(shù)；
? 手動(dòng)控制跟蹤滑臺(tái)左右、上下移動(dòng)；
? 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)模式切換；
? 通過(guò)圖像觀察檢測(cè)效果，方便調(diào)試及問(wèn)題分析；
? 通過(guò)顯示屏進(jìn)入標(biāo)定界面，完成跟蹤器與焊槍相對(duì)位置標(biāo)定；
? 顯示通訊狀態(tài)及運(yùn)行狀態(tài)。
軟件部分設(shè)計(jì)
? 按下機(jī)柜電源開(kāi)關(guān)，為系統(tǒng)供電；
? 按下控制盒啟動(dòng)按鈕，滑臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行至焊接位置；
? 按下跟蹤按鈕，相機(jī)啟動(dòng)并開(kāi)始跟蹤，當(dāng)綠燈亮起時(shí)表示焊縫對(duì)準(zhǔn)完成；
? 啟動(dòng)原設(shè)備焊接程序并開(kāi)始焊接，系統(tǒng)接收到結(jié)束信號(hào)后自動(dòng)停止跟蹤和焊接；
? 焊槍按照預(yù)設(shè)程序運(yùn)行；
? 若運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，可按停止按鈕重新啟動(dòng)，系統(tǒng)運(yùn)行至斷弧位置后重新開(kāi)啟跟蹤和焊接功能。
創(chuàng)想智控智能傳感器
創(chuàng)想智控智能傳感器適配焊接機(jī)器人和焊接專(zhuān)機(jī)，提高焊接生產(chǎn)效率并穩(wěn)定焊接質(zhì)量，同時(shí)減少操作人員處于高溫、煙塵、強(qiáng)弧光環(huán)境中的時(shí)間，降低職業(yè)危害。
? 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)糾正焊縫偏差，智能實(shí)時(shí)跟蹤，引導(dǎo)焊槍自動(dòng)焊接；
? 有效解決焊縫偏移問(wèn)題，保證焊縫成形質(zhì)量，提高產(chǎn)品一致性。
