Контроль положения сварного шва трубы по пилотной линии

Точность локально-термической обработки продольного сварного шва трубного проката напрямую зависит от правильности положения трубы на линии. Малленом Системс решила эту задачу, внедрив на одном из российских трубопрокатных заводов систему машинного зрения, которая в реальном времени отслеживает пилотную линию на поверхности трубы и передаёт координаты в промышленный контроллер для автоматической корректировки положения изделия.

Задача

Трубы изготавливаются из металлического листа методом сварки продольного шва. Для того, чтобы в дальнейшем предотвратить деформацию и растрескивание шва, выполняется его локально-термическая обработка, в процессе которой необходимо обеспечить строго заданное положение трубы. При выходе шва из зоны обработки процесс термического воздействия становится неэффективным, что приводит к необходимости повторного прогрева участка или полной повторной обработки трубы. Это увеличивает время производственного цикла, приводит к перерасходу энергоресурсов и снижает общую производительность линии.

Для контроля положения шва на поверхность трубы на определенной отметке наносится пилотная линия, которая используется системой машинного зрения в качестве ориентира.

Выбор технологии машинного зрения обусловлен тем, что положение шва необходимо отслеживать непрерывно вдоль движущегося и вращающегося объекта с возможными микросмещениями и изменением ориентации трубы. Другие инструменты контроля не обеспечивают достаточной стабильности и гибкости в таких условиях, тогда как система машинного зрения позволяет анализировать фактическое положение шва в реальном времени и учитывать динамику движения изделия.

Решение

Смарт-камера с заданной частотой формирует изображение зоны контроля. На изображении определяются верхняя и нижняя границы пилотной линии, вычисляется её центральная координата по оси Y, а при необходимости рассчитывается центр масс линии — математически усреднённое положение всех пикселей линии, позволяющее компенсировать неравномерность её нанесения и точнее определить фактическое положение шва.

Рассчитанные координаты передаются в промышленный контроллер. На основе этих данных роботизированные механизмы корректируют положение трубы, обеспечивая точное совмещение сварного шва с зоной технологической обработки.

Система работает в полностью автоматическом режиме. После подачи питания смарт-камера автоматически запускает задание из конфигурации, а участие оператора требуется только для настройки параметров или чувствительности определения пилотной линии.

Результат

Внедрение системы машинного зрения позволило:

• обеспечить стабильный контроль положения трубы на линии;
• повысить точность локально-термической обработки сварного шва;
• минимизировать риск отклонений в процессе производства.

Решение интегрировано в существующий промышленный контур управления и работает в реальном времени без постоянного участия оператора.