Комбинированная система слежения за стыком для станов внутренней сварки продольных рабочих швов труб Rovicor STS-200-C

Система предназначена для автоматического слежения за центром стыка с V-образной разделкой кромок или за линией стыка с зазором, близким к нулю, при сварке под флюсом внутренних рабочих швов труб.

Состав и принцип работы. Система состоит из трех основных компонентов: специализированного комбинированного сенсора; коммуникационного модуля STS-200 и монитора с резистивным сенсорным экраном (рис. 1). Для подключения монитора предусмотрены интерфейсы VGA и USB (USB – для сенсорного экрана). Для взаимодействия с главным контроллером сварочной установки используется интерфейс Profibus DP. Электропитания системы осуществляется от источника питания постоянного тока + 24 В.

Предусмотрено два режима работы системы:

1) слежение за стыком с V-образной разделкой кромок;

2) слежение за линией стыка с зазором, близким к нулю.

2e

При первом режиме для слежения используется основной сигнал лазерного сканера, представляющий собой двухмерный профиль стыка с распознанными точками кромок и центра разделки. При втором режиме для определения поперечного смещения линии стыка используется потоковые растровые изображения, обрабатываемые в масштабе реального времени.  Переключение между режимами работы и визуализации выполняется с помощью сенсорного экрана монитора. Потоковые растровые изображения при необходимости могут использоваться для наблюдения за линией стыка при ручном слежении. Положение нулевых маркеров на экране может устанавливаться как автоматически по текущим координатам стыка, так и вручную

STS-200-C_txt2
STS-200-C_txt3

Сенсор устанавливается перед сварочной головкой на штатной позиции с помощью болтовых креплений.

Для повышения надежности распознавания стыков с V-образной разделкой кромок малых размеров предусмотрен механизм цифрового масштабирования основного сигнала лазерного сканера без потери качества входного изображения. Реализованы коэффициенты масштабирования 1, 1.5 и 3.

Реализован алгоритм защиты от «уводов» системы при наличии механических или оптических помех, который базируется на статистическом анализе предыдущих координат стыка. Также применен специальный алгоритм компенсации возмущений, возникающих из-за переотражения лазерного излучения от кромок V-образной разделки.

Общий принцип работы системы следующий. В начальный момент времени система находится в состоянии ожидания. При обнаружении стыка формируется сигнал готовности к слежению. Сообщения в выходном буфере Profibus DP постоянно обновляются. После перевода системы в режим автоматического слежения включается алгоритм защиты от «уводов». При обнаружении корректных координат стыка система находится в состоянии «Норма». В случае возникновения ошибок распознавания стыка или при срабатывании алгоритма защиты от «уводов» система переводится в состояние «Сбой». Если не удается обнаружить стык в течение некоторого заданного интервала времени, то система переводится в состояние «Отказ». В зависимости от настроек система может выходить из состояния «Отказ» или самостоятельно при устойчивом повторном обнаружении стыка или по внешним командам путем отключения и повторного включения автоматического слежения. После отключения автоматического слежения система снова переводится в состояние ожидания. Информация о текущем состоянии системы слежения выводится на дисплей в масштабе реального времени.

Технические характеристики

Распознаваемые типы стыков с V-образной разделкой кромок (режим 1)
с зазором, близким к нулю (режим 2)
Точность слежения за стыком, мм. ±0,5
Номинальное расстояние от сенсора до трубы, мм 125
Максимальная рабочая зона сенсора в поперечном направлении, мм ±30
Рабочая зона сенсора по вертикали, мм от 95 до 170
Минимально допустимая остаточная глубина V-образной разделки, мм 2
Минимально допустимый зазор при слежении за линией стыка, мм 0,3
Максимальная длина линии связи между сенсором и коммуникационным модулем, м 50
Электропитание системы +24 В
Потребляемая мощность с учетом монитора, Вт, не более 120
Напряжение пробоя гальванической изоляции сенсора, кВ, не менее 1,5
Степень защиты лазерного сенсора по IP IP64
Диапазон рабочих температур сенсора, °С -10..+65