堡盟助力换热管焊接效率与精度的双重提升

堡盟电子（上海）有限公司



堡盟助力换热管焊接效率与精度的双重提升

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蜂窝换热管是化工行业和发电领域用常见的设备之一。换热管与管板连接焊缝在换热器中起到了对不同压力、不同温度的介质流体间的隔离作用，在有些情况下连接线焊缝对于换热管还起到了“支撑作用”。但其焊缝的精度与牢固程度一直是困扰换热管生产中的难题。而且换热管的焊接后期还需要考虑到焊接后的热膨胀等问题，如果因此造成焊缝不够紧密会导致很大的经济损失。

换热管的焊接精度一般要求为0.015mm，完全使用人力焊接很难完全达到预定的精度，且换管作业的效率也很低，选择机械手臂进行焊接似乎是提升精度与效率的必然。

为了满足识别速度与精度上的双重要求，此项目选用了两台工业相机。初步定位的相机要求视野296mm×220mm，精度0.1mm，引导机械手臂接近换热管的初步识别和定位，由于相机距离目标物较远，工业光源在此种情况下的作用有限，更需要考虑在高ISO（暗光）的情况下保留更多的图像细节。堡盟EXG 500万像素工业相机，其拥有2592×1944的分辨率，单独像素点感光能力大幅领先于其他备选相机，满足了增加更多暗部细节的要求，即便在没有工业光源的情况下依旧可以正常识别，非常适合蜂窝换热管进行远距离的整体识别工作。

精确定位的相机要求视野20mm×15mm，精度要求达到0.015mm。由于近距离识别拍摄时相机距离焊接圆孔很近，视野很小，并且有良好的工业光源照明，而且堡盟工业相机图像的线性度表现非常优秀，所以选择一款相对性价比更高的低分辨率相机即可，相机要跟随机械臂对焊接工作进行实时拍摄，运动中对于帧率要求比较高，权衡之后客户选择了堡盟TXG系列130万像素工业相机，该款相机的芯片具有优越的感光性能，而130万像素的分辨率完全可以满足焊点的高清拍摄的要求。最关键的还是它所拥有的高帧率的特点，该相机在全分辨率下拍摄时帧率为32FPS，大幅减少图像抖动与模糊，最短4us的曝光时间可以迅速抓拍动态图像。

近距离识别时，视野变小，精度更高

除了上述特点以外两台相机共同的优点还囊括了，用于远距离数据传输的GigE千兆以太网接口，让两台相机图像数据交互更加迅捷，而工业M8螺纹接口与平均37万小时MTBF的牢固设计更是大幅提高了堡盟相机实际使用中的耐用性。

此外，软件端设计了两个相机数据交互来指挥六轴机械手臂进行动作。

堡盟TXG工业相机以小孔圆心定位对周边的管壁进行识别

机器人在蜂窝换热管的两端分别建立坐标系，相机在两个坐标系中分别标定，机器人在触发相机之前给视觉软件发送拍照位置信号，视觉软件获取到图像后调用不同的标定数据计算圆孔中心在机械手相应坐标系中的位置，然后通过TCP/IP协议发送给机器人，机器人获取到位置信息后以固定半径进行焊接。

现在采用堡盟工业相机控制的机械臂激光焊接在不同型号的蜂窝换热管的焊接生产切换时仅仅点击一下参数就可以搞定，工厂完全可以放弃以前笨重的焊接固定夹具了，这不仅让工人的工作变得更加简单，也使得工厂生产效率和精度都得到了大幅提升。

实际工作时的状态