[發(fā)明專利]用于操縱工件的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880075736.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN111386165A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾倫·岡恩·費(fèi)里;羅納德·科諾帕基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B23B5/16
• 分類號(hào): B23B5/16;B23Q17/22;B23Q17/24;G05B19/402;B23Q3/18
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

本發(fā)明提供了一種用于操縱工件(18)的自動(dòng)化系統(tǒng)(10)，自動(dòng)化系統(tǒng)包括：加工裝置(100)；定位裝置(12)，定位裝置被配置為確定工件(18)的位置；和定位系統(tǒng)(26)，定位系統(tǒng)操作地連接到加工裝置(100)，并且被配置為基于工件(18)的確定位置調(diào)整加工裝置(100)的位置，以將加工裝置(100)的中心線(32)與工件(18)的縱向軸線(34)對(duì)準(zhǔn)。加工裝置(100)包括用于接合工件(18)以將工件(18)保持在確定位置的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)(114)，以及用于在工件(18)上執(zhí)行加工操作的切割元件(116)。

背景技術(shù)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方案整體涉及鍋爐部件的制造，并且更具體地涉及用于在管狀工件的端部上，諸如在鍋爐的集箱管座(header nipple)的端部上加工焊接坡口的系統(tǒng)、方法和設(shè)備

領(lǐng)域的討論

工業(yè)設(shè)施和系統(tǒng)中使用的蒸汽集箱通常由連接鍋爐、渦輪機(jī)、余熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)和工藝裝備的長(zhǎng)管道組成。例如，在蒸汽發(fā)生設(shè)備中，集箱(也稱為收集器)是重要的壓力部件，其用于從蒸汽發(fā)生器的各種回路中的管件陣列諸如從節(jié)能器、過熱器、再熱器元件或水冷壁面板中收集水或蒸汽。此類集箱通常由一定長(zhǎng)度的管道制成，該管道具有焊接到其上的被稱為管座的多個(gè)短管，所述多個(gè)短管彎曲成使得能夠現(xiàn)場(chǎng)連接到例如爐壁回路的幾何形狀。

現(xiàn)有的集箱制造技術(shù)通常從端對(duì)端焊接以實(shí)現(xiàn)期望集箱長(zhǎng)度的各段管道開始。然后在集箱中將附接管座的位置處鉆取孔陣列，并對(duì)管座進(jìn)行裝配且手動(dòng)焊接到位。一旦將管座焊接到集箱上，就將每個(gè)管座的端部加工成具有焊接坡口以用于現(xiàn)場(chǎng)建造，其中這些端部與元件組件或水冷壁面板的其他管件端部接合。

目前，焊接坡口是使用手工嵌接工具或徑向鉆孔機(jī)在每個(gè)管座的端部上加工的。該過程通常在兩個(gè)分立的步驟中進(jìn)行，首先使用帶鋸機(jī)手動(dòng)地將管座切割至適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，然后使用便攜式、可手動(dòng)操作的嵌接裝置手動(dòng)地形成焊接坡口。由于典型的集箱可包括數(shù)百個(gè)管座，因此這種手動(dòng)集箱制造過程可能非常耗費(fèi)人力、時(shí)間和成本。另外，在集箱管座緊密布置成使相鄰管座之間的間隙極小的組件中，在管座端部上加工焊接坡口之前，可能很難正確定位鋸以均勻地將管件切割至適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。然而，迄今為止，由于難以定位每個(gè)管座的中心和遠(yuǎn)側(cè)端部，不可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的焊接坡口，所述中心和遠(yuǎn)側(cè)端部經(jīng)常因?yàn)楹附邮湛s(其在將管座附接到集箱的先前步驟期間發(fā)生)和管座彎曲部中的不準(zhǔn)確性而彼此不精確地對(duì)準(zhǔn)。因此，出于必要，手動(dòng)制造過程成為主流。

鑒于上述情況，因此需要一種用于在集箱管座的端部上加工焊接坡口的自動(dòng)化系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種用于操縱工件的自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：加工裝置；定位裝置，該定位裝置被配置為確定工件的位置；和定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)操作地連接到加工裝置，并且被配置為基于工件的確定位置調(diào)整加工裝置的位置，以將加工裝置的中心線與工件的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)。該加工裝置包括用于接合工件以將工件保持在確定位置的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，以及用于在工件上執(zhí)行加工操作的切割元件。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種用于操縱工件的方法。該方法包括以下步驟：確定集箱管座的位置，包括確定集箱管座的中心；根據(jù)工件的確定位置將加工裝置與工件對(duì)準(zhǔn)；部署加工裝置以接合集箱管座的內(nèi)壁以將集箱管座保持在確定位置；以及用加工裝置在集箱管座的端部上加工焊接坡口。

在又一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種用于操縱工件的設(shè)備。該設(shè)備包括：穩(wěn)定裝置，該穩(wěn)定裝置被配置為物理地接合管狀工件的側(cè)壁；以及切割元件，該切割元件具有從切割元件的中心線徑向偏移的至少一個(gè)切割刀片，該切割元件被配置為圍繞該中心線旋轉(zhuǎn)。該切割元件被配置為在單個(gè)步驟中將管狀工件切割至預(yù)先確定的長(zhǎng)度并在管狀工件的端部上加工焊接坡口。

附圖說明

通過參考附圖閱讀以下對(duì)非限制性實(shí)施方案的描述，將更好地理解本發(fā)明，其中：