[發明專利]用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人

有效

• 申請號: 201310349999.6
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103418890A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 葛俊旭;童水光;洪挺
• 申請（專利權）人: 蘇州新華軟智能裝備有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/127;B23K9/133;B23K9/28;B23K9/235
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：包括

焊接車，完成焊接任務的執行單元；

輔助車，完成焊接的前期任務和后期的處理任務；

智能監控單元，負責對焊接車、輔助車的監測與控制，實現焊接作業的可視化跟蹤與人工干預；

電源單元，提供焊接過程的工作電源；

所述焊接車為兩輛，輔助車為兩輛，焊接車與輔助車間隔分布在管道的外側，相鄰之間的焊接車與輔助車通過彈性約束單元相連接，所述智能監控單元通過傳輸電纜分別與各焊接車、輔助車相連接。

2.根據權利要求1所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述焊接車包括行走機構、焊槍機構和送絲機構，所述行走機構為復合輪式機構，包括位于焊接車底部兩側的輪子，輪子分別通過金屬桿活動連接至焊接車的車廂底部，金屬桿繞焊接車車廂底部的連接支點360°轉動，通過智能監控單元內的伺服電機控制輪子，實現焊接車正、反向360°行走。

3.根據權利要求2所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述焊槍機構包括焊槍、焊槍位置調整裝置和焊槍擺動裝置，所述焊槍上設有用于氣體保護電弧焊的氣體噴嘴、位置傳感器、絕對角度傳感器和攝像機，所述位置傳感器、絕對角度傳感器和攝像機均通過傳輸電纜與智能監控單元相連接；所述焊槍位置調整裝置包括智能監控單元通過內部的三組步進電機來控制的左右調整機構、高低調整機構和焊槍角度調整機構；所述攝像機與左右調整機構構成與管道坡口平行的自動跟蹤系統，完成管道坡口的多層多道的往復焊接；所述位置傳感器與高低調整機構，用于實現焊槍高度的自動跟蹤；所述絕對角度傳感器與焊槍角度調整機構，用于控制焊槍角度位移的自動跟蹤；所述焊槍擺動裝置包括擺動中心傳感器、滾珠絲杠、驅動滑塊機構和焊槍夾持機構，所述擺動中心傳感器與智能監控單元相連接，根據擺動中心傳感器采集的數據，智能監控單元內的高速步進電機通過聯軸器帶動滾珠絲杠旋轉，帶動驅動滑塊機構通過絲杠螺母作軸向直線運動，焊槍夾持機構與驅動滑塊機相連接，實現焊槍的擺動運動。

4.根據權利要求2所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述送絲機構采用兩輪送絲方式，包括主送絲輪、壓緊輪和焊絲導向管，智能監控單元內的送絲電機驅動主送絲輪及其上的主齒輪旋轉，通過主、從動齒輪嚙合傳到壓緊輪上，焊絲經導向管貫穿主送絲輪、壓緊輪，使進入焊槍的焊絲修整筆直。

5.根據權利要求1所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述輔助車包括行走機構、預熱裝置和測溫裝置，所述行走機構為復合輪式機構，包括位于輔助車底部兩側的輪子，輪子分別通過金屬桿活動連接至輔助車的車廂底部，金屬桿繞輔助車車廂底部的連接支點360°轉動，通過智能監控單元內的伺服電機控制輪子，實現輔助車正、反向360°行走。

6.根據權利要求1所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述預熱裝置采用電磁加熱方式，所述測溫裝置與智能監控單元相連接。

7.根據權利要求1所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述智能監控單元還包括可視化焊接跟蹤模塊、人工干預模塊和PLC控制器，所述人工干預模塊為控制面板，對焊接車進行人工調整控制，包括人工調整焊接車方向、車速；所述PLC控制器接收各傳感器及攝像機采集的數據，并輸出控制各電機的控制信號；所述可視化焊接跟蹤模塊與PLC控制器相連接。

8.根據權利要求1所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述彈性約束單元為彈簧，彈簧將各焊接車、輔助車連接，并將約束于管道的外表面。

9.根據權利要求1所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：所述電源單元為便攜式的外置電源。

10.根據權利要求1所述的用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人，其特征在于：還包括野外施工罩，所述野外施工罩罩套在各焊接車、輔助車的外側。