（一）背景描述
直縫管焊接設(shè)備由于下料板材偏差、板材竄動(dòng)偏差的影響，焊縫位置會(huì)不斷發(fā)生變化。現(xiàn)在采用的是人眼觀察，手動(dòng)調(diào)整偏差的工作方式。人工調(diào)整存在以下問(wèn)題：
1.觀測(cè)精度不高：觀測(cè)的精度一般在0.5mm以上。
2.人反映速度慢：人工響應(yīng)時(shí)間1秒。
3.人眼易于疲勞：長(zhǎng)時(shí)間盯著看，易造成視覺(jué)和心理疲勞。
4.需要有專(zhuān)人實(shí)時(shí)調(diào)整，用工量較大，生產(chǎn)成本較高。
為了解決以上問(wèn)題，采用智能化設(shè)備代替人工操作，將人工調(diào)整轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)調(diào)整，解放出勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)一人操作多臺(tái)設(shè)備。
氬弧焊：用于直縫鋼管的氬弧焊，由于具有良好的維修性、對(duì)焊的高溫性能、良好的物理性能，鋁合金元件不易燒毀，連接指數(shù)高，焊接成形性能好，無(wú)渣殼，表面光滑。目前，手工鎢極氬弧焊市場(chǎng)主要用于氬弧焊機(jī)對(duì)0.5~3mm不銹鋼板材的焊接。電極的組成一般與焊接部分相同。工業(yè)生產(chǎn)純氬通常用于保持蒸氣。焊接時(shí)，速度越快越好，以盡可能防止橫向晃動(dòng)。氬弧焊可用于厚度超過(guò)3mm的不銹鋼板材。MIG弧焊的優(yōu)點(diǎn)是輸出率高，焊接熱危險(xiǎn)區(qū)小，焊接變形小，耐蝕性好，便于自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際操作。
埋弧焊：埋弧焊適用于中水平薄、左右直縫焊鋼管板。埋弧焊輸出率高，電焊性價(jià)比高，但很容易導(dǎo)致鋁合金元素和殘留物的偏析。
（二）設(shè)備可行性分析
視覺(jué)技術(shù)發(fā)展越來(lái)越成熟，自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了重復(fù)勞動(dòng)，但是沒(méi)有“眼睛”的設(shè)備，還不能實(shí)現(xiàn)智能化。創(chuàng)想焊縫跟蹤提供的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)整。多年來(lái)在焊接領(lǐng)域成功大范圍推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了焊接設(shè)備的智能化。在壓力容器、集裝箱制造、汽車(chē)生產(chǎn)、造船造橋、機(jī)器人焊接、直縫管焊接等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。
（三）設(shè)備投入產(chǎn)出比分析
自動(dòng)化跟蹤設(shè)備，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了生產(chǎn)人工成本，現(xiàn)在用工成本越來(lái)越高，需要我們采用智能改造，用機(jī)器人代替人工，降低我們的生產(chǎn)成本，提高我們的產(chǎn)品質(zhì)量。前期投入自動(dòng)跟蹤設(shè)備，原先一人看三臺(tái)機(jī)變?yōu)橐蝗丝?臺(tái)機(jī)，如果有夜班，預(yù)計(jì)一年左右可回收成本。
焊縫自動(dòng)跟蹤焊設(shè)備主要分為四個(gè)部分：電氣控制單元、機(jī)械傳動(dòng)單元、焊縫跟蹤單元，顯控單元。在現(xiàn)有設(shè)備上改造，需要將以上設(shè)備無(wú)縫融入進(jìn)去。實(shí)現(xiàn)設(shè)備由手動(dòng)跟蹤到自動(dòng)跟蹤的轉(zhuǎn)換。減少操作步驟，提高生產(chǎn)效率，改善焊接質(zhì)量。
創(chuàng)想直縫焊管焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)以激光為主動(dòng)光源，通過(guò)對(duì)弧光的濾光及減光處理，采用CCD作為視覺(jué)傳感器攝取焊縫激光條紋圖像，采用計(jì)算機(jī)圖像處理方法對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行放大、整形、二值化處理，并對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行濾波及偏差計(jì)算等軟件處理，消除飛濺及弧光對(duì)視頻信號(hào)的干擾，獲得有關(guān)焊縫偏差數(shù)據(jù)并以一定方式進(jìn)行顯示及控制輸出，實(shí)現(xiàn)直縫焊管焊縫自動(dòng)跟蹤。跟蹤精度和系統(tǒng)的響應(yīng)速度也能夠滿足直縫焊管的實(shí)際生產(chǎn)要求。系統(tǒng)跟國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比具有性價(jià)比高、易操作、易維護(hù)等優(yōu)勢(shì)。
