[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

技術領域

本發明涉及一種管道焊接機器人，尤其涉及一種用于特殊鋼材野外施工焊接的管道焊接機器人。

背景技術

P91鋼是美國七十年代末八十年代初開發的新型馬氏體耐熱鋼，作為一種改進的9Cr-1MoV鋼種，具有高溫強度高、抗氧化性能和抗蠕變性能好以及具有相對高的熱傳導性與低的熱膨脹率等特點，已成為一大批新建超臨界機組、超超臨界機組鍋爐最關鍵部件用鋼，如近年來的許多大型火力發電站機組建設中，主蒸汽管道都普遍采用P91鋼。P91鋼填補了鐵素體鋼與奧氏體鋼間的空白，其焊件具有較小的截面尺寸，有效地降低了焊件壁厚，減少了材料用量，降低了管道熱應力，減少了熱疲勞裂紋的危險。

然而，眾所周知，焊接勞動強度大，工作條件惡劣，特別是P91鋼等特殊鋼材的焊接，其焊接過程復雜，工藝特殊，且質量要求高，傳統焊接工藝的實施主要依靠手工操作實施，手工操作具有以下三大特點：煙塵多，熱輻射強，危險性高。在這種環境下長期工作對焊工的身體極為不利，同時容易導致工人疲勞，難以保證焊接質量的穩定。焊接工作環境、焊接產品和工藝的復雜性、焊接質量和精度的高要求，迫切需要實現焊接自動化，用“機器代替人焊接”。

隨著21世紀計算機與自動化技術的發展，工業機器人技術成為當今世界最引人矚目的高新產業之一，焊接機器人領域也取得了巨大進步。近年來，焊接機器人以其效率高、通用性強、質量穩定、工作可靠等優點，受到人們越來越多的重視，目前己廣泛應用于船舶、汽車、兵器、鐵路車輛、建筑機械等行業，對提高焊接質量、降低成產成本起到了重大作用，焊接機器人的優勢歸納如下：

1)可在惡劣環境場工作，甚至可在極限條件下完成人工難以進行的焊接作業，改善工人勞動環境；2)可一天24小時連續工作，提高生產率；3)保證焊接質量穩定性和均一性；4)降低對工人操作技術的要求；5)縮短生產周期，減少相應投資；6)可以實現小批量產品的焊接自動化。

焊接機器人可以實現用穩定的工藝條件保證產品焊接質量并滿足產品各項性能指標要求，同時焊縫成形良好，滿足產品外觀質量要求，可以說，焊接機器人是焊接自動化的革命性進步。

但是，目前市面上還沒有出現適應于野外特殊鋼材（P91鋼）管道焊接的專用焊接機器人，現階段還是采用傳統手工焊接野外的特殊鋼材管道，同樣存在焊接煙塵多、熱輻射強、危險性高、焊接質量不穩定、效率低的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的有出現適應于野外特殊鋼材（如P91鋼）管道焊接的專用焊接機器人，現階段還是采用傳統手工焊接野外的特殊鋼材管道，同樣存在焊接煙塵多、熱輻射強、危險性高、焊接質量不穩定、效率低的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

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。

前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。