行业情况

煤气罐（液化气钢瓶）是一种储藏煤气的钢瓶，是应用广泛的特种设备，是民用重复充装液化石油气、承受内压的贮运式专用压力容器。钢瓶由瓶体、护罩、底座、瓶阀构成，要求安全可靠。

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高以及民用燃料结构的变化，液化石油气作为高效清洁燃料，连同盛装气体的钢瓶已进入千家万户。液化石油气属于易燃易爆压缩气体，盛装气体的钢瓶是一种移动式压力容器，其安全问题尤为重要，而保证钢瓶制造质量是确保钢瓶安全使用的重要前提。

钢瓶制造质量关键质量特性有：

✓ 钢瓶主体材料的质量

✓ 钢瓶容积质量

✓ 钢瓶热处理质量

✓ 瓶阀质量

✓ 钢瓶主环焊缝质量

存在问题

焊接是煤气钢瓶制造的重要工序，对煤气钢瓶质量具有重要影响，因此需要对焊接过程进行严格控制。

目前煤气瓶制造企业主要存在以下问题：

误差大

以液化石油气钢瓶为例，由于采用薄钢板冷压成型，下料环节不可避免存在误差；拼接焊过程中，夹具精度以及人工摆放也会产生偏差，最终导致焊缝实际位置与理论位置存在偏移。

生产效率低

目前钢瓶焊接大多采用一台环焊机配一个工人观察并手动调整焊枪位置的方式进行焊接，自动化程度较低，生产效率受到限制。

生产质量及安全性差

人工长期操作容易受到疲劳、注意力下降等因素影响，导致焊缝一致性和稳定性降低。同时，焊偏的钢瓶在压力测试过程中容易产生安全隐患，增加生产成本并威胁操作人员安全。

煤气钢瓶主要焊缝为上下封头连接位置的环焊缝，该焊缝质量直接影响钢瓶整体性能，因此应采用自动焊接方式进行加工。

采用自动焊的目的在于保证焊缝质量稳定。由于煤气钢瓶属于批量生产产品，只有自动焊接才能持续保持焊缝质量的一致性。

解决方案

创想激光焊缝跟踪系统应用于煤气钢瓶焊接，可实现焊缝高精度跟踪与自动纠偏，有效提升煤气瓶焊接良品率，提高钢瓶生产企业综合竞争力。

设备介绍

焊缝自动跟踪焊设备主要由四个部分组成：电气控制单元、机械传动单元、焊缝跟踪单元以及显控单元。通过系统集成，实现设备由人工手动跟踪向自动跟踪的转换，减少操作步骤，提高生产效率，同时改善焊接质量。焊缝自动跟踪设备单元及选型情况如下图所示。

系统组成

焊缝自动跟踪焊设备系统组成如下图所示：

系统控制流程

设备主要由激光跟踪器、人机界面、微嵌屏、PLC控制柜、驱动器、跟踪滑台、摆动滑台以及控制盒组成。

激光焊缝跟踪器通过激光发射与接收，对焊缝进行实时检测，并通过内部算法处理获得焊缝图像及偏差信号。焊缝图像通过网口传输至显示屏，实现焊缝状态实时显示。

伺服编码器计算旋转电机运行脉冲数，并转换为行走距离发送给PLC，实现多层多道焊接控制。跟踪器检测出的焊缝位置数据通过以太网通讯发送至PLC，经PLC运算处理后转换为控制脉冲，驱动执行机构调整焊枪位置、摆幅宽度以及焊接速度。

设备控制流程

机械部分安装

机械结构安装图

✓ 高低和左右滑台实现焊缝偏移量的高低、左右补偿；

✓ 摆动滑台实现焊缝自适应摆动；

✓ 前进滑台实现焊接速度调整；

✓ 绝缘杆实现跟踪器与设备绝缘，保证设备稳定运行。

人机界面

控制盒图示

人机界面如图所示，通过控制盒可实现以下操作：

✓ 查看跟踪设备运行状态，并设置控制参数；

✓ 手动控制跟踪滑台左右、上下移动；

✓ 实现手动与自动模式切换；

✓ 通过图像观察检测效果，方便调试及问题分析；

✓ 通过显示屏进入标定界面，完成跟踪器与焊枪相对位置标定；

✓ 显示通讯状态及运行状态。

软件部分设计

✓ 按下机柜电源开关，为系统供电；

✓ 按下控制盒启动按钮，滑台自动运行至焊接位置；

✓ 按下跟踪按钮，相机启动并开始跟踪，当绿灯亮起时表示焊缝对准完成；

✓ 启动原设备焊接程序并开始焊接，系统接收到结束信号后自动停止跟踪和焊接；

✓ 焊枪按照预设程序运行；

✓ 若运行过程中出现异常，可按停止按钮重新启动，系统运行至断弧位置后重新开启跟踪和焊接功能。

创想智控智能传感器

创想智控智能传感器适配焊接机器人和焊接专机，提高焊接生产效率并稳定焊接质量，同时减少操作人员处于高温、烟尘、强弧光环境中的时间，降低职业危害。

✓ 实现实时纠正焊缝偏差，智能实时跟踪，引导焊枪自动焊接；

✓ 有效解决焊缝偏移问题，保证焊缝成形质量，提高产品一致性。