直焊缝自动探伤中的自动跟踪系统的研制

　　1　引言

　　目前,对螺旋管的探伤,有多种焊道跟踪系统,有的采用涡流跟踪,有的采用图像跟踪,有的采用激光跟踪,这些方法都基于螺旋管的焊道是突起的,但在ERW焊管中的焊缝是直的并且是平滑的,这给自动探伤带来了一定的困难。

　　目前国内的ERW焊管生产线基本上都是引进国外的生产机组和在线探伤设备。生产钢管时,在钢管的11点处喷有白漆带,在线探伤设备采用彩色图像采集跟踪系统跟踪白漆带进行在线焊缝探伤。而国内一般为离线直焊缝探伤,由于钢管进到探伤托架上后,焊缝位置不确定,所以必须把直焊缝手动转到正上方(12点位置),以便探伤系统的探头沿着焊缝进行探伤,但这样每次转的位置不同,每根管子的焊缝斜度也不同,如果探头一直沿着一个方向走,会严重影响探伤的准确性。

　　因此,很多厂家在原有的控制基础上,又加了一台计算机,以计算机为控制中心,通过计算机内各种控制卡和信号采集卡等来控制外部设备,实现直焊缝自动跟踪,但这种方法大大增加了成本,结构复杂,故障率比较高,维修不便。

　　还有的厂家也采用国外的方法,用黑白图像跟踪的方法跟踪钢管11点处的白漆带,但由于图像跟踪受外界光源的影响,有时钢管上的水也反射出白光,造成跟踪不准,同时要求钢管必须有连续白漆带,如果离线探伤的钢管从生产线上经过了切割、铣边、打压等处理,难免不破坏白漆带,所以有时跟踪会受到很大的影响,不能保证探伤的准确性。为此,通过汲取了各方面的建议、意见,包括现场工作人员的反馈,研制了直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统,该系统结构简单,功能强大,故障率低,系统稳定。

　　2　系统硬件设计

　　系统主要设备分为左、右行车,以及行车上的探头架及钢管管端探伤探头和焊缝探伤探头,供水装置等。系统主要针对“6米”、“9米”、“12米”三种管型钢管进行检测。检测管端及钢管焊缝时,两行车探架同时探伤(即:双车探伤),在满足探伤覆盖率的前提下,相对于单车探伤速度提高近一倍,能够满足现场生产速度的需要。

　　直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统(见图1)包括PLC可编程控制系统、左右行车编码器、左右行车电机、左右标记识别器、左右跟踪电机、左右回零传感器和托辊电机,行车编码器安装在行车电机上,跟踪电机连接跟踪探头架,跟踪探头架上装有回零传感器。该系统通过PLC可编程控制系统根据工艺流程适时地控制左右行车电机、左右跟踪电机和托辊电机的转动,从而控制左右行车的前进和后退、左右跟踪探头架的左右摆动、托辊上的钢管旋转;同时PLC可编程控制系统实时采集左右行车编码器,计算出左右行车行走的长度,在钢管旋转时通过左右标记识别器识别焊缝的位置,在探伤开始前通过检测左右回零传感器的状态,来控制左右跟踪探头架在零位状态,通过实时采集数据进行计算、分析、处理,实现直焊缝自动探伤中的自动跟踪。