[发明专利]一种管道全位置激光电弧复合焊焊接系统

说明书

技术领域

本发明属于油气管道焊接技术领域，尤其涉及一种管道全位置激光电弧复合焊焊接系统。

背景技术

大口径油气管道激光/电弧复合焊，在焊接过程中，飞溅的焊渣会对激光焊炬的聚焦镜保护镜片造成严重的飞溅污染，使激光的光束质量严重下降，从而影响焊接质量。

现有技术中，通过在激光聚焦镜保护镜片前设计横向高压气体气帘吹走飞溅的焊渣，但该方法仅适用于纯激光焊炬。而在激光/电弧复合焊焊接系统中，压强在4MPa以上的气帘气压才能有效吹走焊渣飞溅，而此时高压气流会扰乱电弧焊的保护气流，导致焊缝成型出现气孔。而如果降低气帘的压强(小于2MPa)，保护气流可以不受影响，但由于气帘的压强过低，气流太小不能有效吹走飞溅的焊渣，激光焊炬的保护镜片仍被焊渣飞溅污染。因此，现有技术无法满足激光电弧复合焊的焊接需要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种管道全位置激光电弧复合焊焊接系统，用于解决现有技术中，激光电弧复合焊在焊接过程中焊渣飞溅，污染激光焊炬的聚焦保护镜片，导致焊接质量下降的技术问题。

本发明提供一种管道全位置激光电弧复合焊焊接系统，所述系统包括：

激光传感器，所述激光传感器采集焊缝的第一位置图像信息及第二位置图像信息；

图像处理计算机，所述图像处理计算机用于根据所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息计算所述焊缝的横向偏差、纵向偏差；

将所述横向偏差转换为横向偏差电压量，将所述纵向偏差转换为纵向偏差电压量，根据超前延时量进行延时计算后，将所述横向偏差电压量及所述纵向偏差电压量发送至控制器；

控制器，所述控制器用于根据所述横向偏差电压量修正所述横向偏差，根据所述纵向偏差电压量修正所述纵向偏差；

执行器，所述执行器用于根据修正后的所述横向偏差、所述纵向偏差控制所述复合焊焊炬与所述焊缝保持精准对中状态后，进行焊接；

防护板，所述防护板用于防止焊接焊渣污染激光焊炬的聚焦镜保护镜片，并降低激光焊炬防护气帘的压强，保证焊接质量。

上述方案中，所述第一位置图像信息具体包括：所述复合焊焊炬的初始焊接位置的图像信息；

所述第二位置图像信息具体包括：在预设周期内，所述复合焊焊炬到达焊接位置的图像信息。

上述方案中，所述图像处理计算机用于根据所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息计算所述焊缝的横向偏差、纵向偏差包括：

所述图像处理计算机对所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息进行滤波、二值化、阈值分割和边缘检测处理，利用数字图像处理算法拟合出与焊缝具有比例关系的焊缝图像，根据结构光原理确定所述焊缝的横向偏差及所述焊缝的纵向偏差。

上述方案中，所述图像处理计算机将所述横向偏差转换为横向偏差电压量，将所述纵向偏差转换为纵向偏差电压量包括：

所述图像处理计算机根据第一转换系数将所述横向偏差转换为对应的第一像素点，将所述第一像素点转换为所述横向偏差电压量；

根据第二转换系数将所述纵向偏差转换为对应的第二像素点，将所述第二像素点转换为所述纵向偏差电压量。

上述方案中，所述第一转换系数为：1mm的所述横向偏差对应100个所述第一像素点，100个所述第一像素点对应1V所述横向偏差电压量；

所述第二转换系数为：1mm的所述纵向偏差对应100个所述第二像素点，100个所述第二像素点对应1V所述纵向偏差电压量。

上述方案中，所述防护板的材质包括：铜板、铝板。

上述方案中，所述防护板包括：第一金属板、第二金属板；其中，

所述第一金属板上设置有安装孔，所述第二金属板上设置有与激光焊炬聚焦点同心的第一圆孔。

上述方案中，所述第一圆孔的直径为7.3～7.5mm。