[發(fā)明專利]全位置自動化焊接系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210012491.2
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN103203517A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 李榮東;李堂權
• 申請（專利權）人: 成都熊谷加世電器有限公司
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K9/127;B23K9/32;G05B19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及檢測、自動控制技術領域，具體應用在焊接過程控制及焊縫自動跟蹤中，適合目前多種野外長輸管線的建設。

背景技術

目前野外長輸管線的建設上很多施工單位都采用的是人工半自動焊接，半自動焊接設備投入少，人員組成靈活，但它每天能實現(xiàn)的焊口量在30—40口，且焊接質(zhì)量受焊工個人素質(zhì)影響較大。而此自動化焊接設備每天能實現(xiàn)的焊口量在80—100口，且焊接質(zhì)量能得到有效保證。但是，由于各種因素的影響，實際焊接條件經(jīng)常發(fā)生變化而造成焊接效率和焊接質(zhì)量下降甚至失敗。此自動化焊接設備的關鍵是如何實現(xiàn)成本下降和質(zhì)量提升，一直以來人們嘗試了許多焊接方法，它們在應用中都存在一定局限性。目前此自動化焊接設備，具有焊接效率高、非接觸式傳感、靈敏度精度高、抗電磁場干擾能力強等優(yōu)點，被認為是野外焊接施工設備的主要發(fā)展方向。為了確保焊接件的焊接質(zhì)量，盡量降低人為因素對其影響，縮短生產(chǎn)周期，勢必研究一種焊接精度高能夠滿足現(xiàn)場復雜多變的焊接條件的自動焊接設備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種全位置自動化焊接系統(tǒng)，焊接過程中根據(jù)焊矩所在位置不同自動匹配相應的焊接規(guī)范；焊接過程中在線檢測焊矩對于焊縫的相對位置實現(xiàn)焊矩自動跟蹤焊縫；其焊接質(zhì)量高、速度快，可以實現(xiàn)在野外長輸管線高效自動化焊接的設備，并能適應各種野外環(huán)境，克服目前長輸管線建設施工效率低、施工周期長以及焊接質(zhì)量的問題。

為了達到上述設計目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種全位置自動化焊接系統(tǒng)。

本發(fā)明所述的全位置自動化焊接系統(tǒng)的有益效果是：其焊接質(zhì)量高、速度快，可以實現(xiàn)在野外長輸管線高效自動化焊接的設備，并能適應各種野外環(huán)境。

通過機頭采集的焊接絕對位置計算得出當前相應的規(guī)范，由焊機、行走電機、送絲電機、擺動電機等實現(xiàn)相應的焊接規(guī)范，保證在相應的位置執(zhí)行相應的焊接規(guī)范。通過采集電壓、電流及送絲的實際值，計算焊接中心位置，使焊接中心始終處于焊縫中心。

焊接所采樣的數(shù)據(jù)是實時的數(shù)據(jù)，不存在超前或滯后，所以也就沒有超前或滯后誤差。

蓋面時由于焊縫坡口已經(jīng)不存在，很多現(xiàn)有跟蹤設備都無法對其進行精確跟蹤。本發(fā)明提出了一，在蓋面前的填充層將焊道跟蹤數(shù)據(jù)存儲起來，蓋面時焊縫若不明顯無法準確跟蹤的情況下，選擇上次記錄的焊槍位置數(shù)據(jù)作為示教跟蹤。二，在進行蓋面焊接時，由于自動化管線施工焊縫一般較為標準，可將兩焊炬在水平位置上錯開一定距離，使得即使焊縫中心有偏移的情況下，也能將其蓋住。

采用FPGA進行前端采樣，并對前端采樣數(shù)據(jù)進行了必要的處理，硬件上最大限度的濾出了干擾，節(jié)約了CPU對數(shù)據(jù)處理的時間，保證了跟蹤的實時性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的全位置自動化焊接系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的全位置自動化焊接系統(tǒng)的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實施方案作進一步的詳細的描述。

如圖1所示，所述全位置自動化焊接系統(tǒng)，主要包括焊接機頭模塊、中心控制器、焊接電源模塊、電源適配器、遙控操作模塊，焊接機頭模塊將當前焊炬的位置信息發(fā)送給中心控制器，中心控制器對數(shù)據(jù)進行運算處理，中心控制器根據(jù)當前的位置運算處理的結(jié)果給出相應的焊接指令，電源適配器根據(jù)中心控制器的焊接指令控制焊接電源的輸出，機頭部分獲得驅(qū)動信號控制焊炬運動，實現(xiàn)焊縫跟蹤過程實時控制。

所述焊接機頭模塊，用于執(zhí)行焊接命令，控制焊接位置，采集焊接位置信息。所述焊接機頭模塊上安裝有：①焊槍擺動機構(gòu)，實現(xiàn)焊槍的擺動，可實現(xiàn)0~20毫米的擺動幅；②行走機構(gòu)，實現(xiàn)機頭在焊接軌道上行走，速度為0-1.5米/分；干伸控制機構(gòu)，可實現(xiàn)干伸±20毫米調(diào)節(jié)；③電機控制部件、電機驅(qū)動部件控制電機。

所述中心控制器能根據(jù)不同位置給出相應的焊接規(guī)范，在焊接時能同時跟蹤水平方向和垂直方向，且水平方向跟蹤精度小于0.3mm、垂直方向跟蹤精度小于1mm。中心控制器安裝有：①送絲機構(gòu)，可使用0.9~2.0毫米直徑的焊絲，絲速范圍為0-25米/分；②電流電壓采樣傳感器，可采樣電壓范圍為0~100伏特，電流范圍為0~600安培。

所述電源適配器，可匹配不同品牌型號的焊接電源，可實現(xiàn)電源特性的控制(電源有特性控制接口)，能控制電源的啟停，控制輸出電壓及電流，可采樣焊接電源輸出電源電壓。

所述遙控操作模塊，主要用于實現(xiàn)人機交互功能。可以實時微調(diào)焊接規(guī)范、焊槍偏移、焊接前的焊接準備工作。