[發(fā)明專利]管樁焊接小車控制系統(tǒng)及焊接系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111512077.3
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN113996896A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文劍;袁琦堡;趙金明;謝匯華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海雅躍智能科技有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/28;B23K9/32
• 代理公司: 上海和華啟核知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31339
• 代理人: 孫寶玉

本發(fā)明提供一種管樁焊接小車控制系統(tǒng)及焊接系統(tǒng)，包括控制器，所述控制器包括：主控模塊、運動控制模塊、接口電路、焊縫跟蹤模塊、氣源控制模塊、焊接電源控制模塊和手持儀接口。本發(fā)明的管樁焊接小車控制系統(tǒng)通過設(shè)置運動控制模塊控制驅(qū)動管樁焊接小車運動的步進電機工作，以控制管樁焊接小車運動，在實現(xiàn)隨鉆跟管樁的焊接控制要求的同時，可以大大降低運動控制難度和研發(fā)成本，在具有可擴展性的同時，能夠快速實現(xiàn)產(chǎn)品化和市場化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種管樁焊接小車控制系統(tǒng)及焊接系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大直徑隨鉆跟管樁施工過程中需要進行上下管樁的端部焊接，目前均為人工焊接，國外SERIMAX的鋼管無縫焊接系統(tǒng)采用野外專用的焊接室，焊接室可以用吊車按需移動，焊接室內(nèi)主要應(yīng)用基于鋼質(zhì)軌道的焊接小車，該焊接小車采用人機協(xié)同模式，可以實現(xiàn)天燃氣等圓形管道的野外快速焊接；唐山開元自動焊接裝備有限公司研發(fā)的埋弧焊焊接小車應(yīng)用于壓力容器、鋼構(gòu)建筑、橋梁等，采用輪式小車可以在固定直線軌道上進行作業(yè)；成都熊谷加世電器有限公司的焊接小車，能夠?qū)μ烊細狻⑺妷毫︿摴艿裙艿肋M行焊接。

目前市場上較多的為用于天燃氣、石油、污水等管道焊接的焊接小車，管道焊接小車可以實現(xiàn)垂直焊接、橫向焊接和水平焊接等多種位置焊接，沒有用于隨鉆跟管樁的專用焊接設(shè)備。由于隨鉆跟管樁接頭的特殊鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)和管樁結(jié)構(gòu)的加工工藝原因，施工過程中可能會出現(xiàn)一定的變形和直徑的誤差；由于管樁為豎向布置，接樁部位是側(cè)向剪力薄弱點，焊接為橫焊，焊接處坡口較大等因素，管樁焊接對焊接小車的軌道、對誤差適應(yīng)性、施工效率和焊接質(zhì)量提出了很高的要求。目前市場上用于管道焊接和一般管樁的焊接設(shè)備不適用于隨鉆跟管樁的焊接。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種管樁焊接小車控制系統(tǒng)，包括控制器，所述控制器包括：主控模塊、運動控制模塊、接口電路、焊縫跟蹤模塊、氣源控制模塊、焊接電源控制模塊和手持儀接口；其中

所述接口電路設(shè)置于所述主控模塊上，與所述主控模塊相連接；

所述運動控制模塊與所述主控模塊相連接，并經(jīng)由所述接口電路與驅(qū)動管樁焊接小車運動的步進電機相連接，用于在根據(jù)接收到的所述主控模塊發(fā)送的運動控制信號，控制所述步進電機工作，以控制所述管樁焊接小車運動；

所述焊縫跟蹤模塊，與所述主控模塊相連接，用于對焊縫位置及焊縫形狀進行計算并輸出至所述主控模塊，所述主控模塊基于計算結(jié)果控制焊機工作；

所述氣源控制模塊與焊接氣體供給管路上的壓力計、流量計及氣源相連接，用于基于所述壓力計及所述流量計偵測的數(shù)據(jù)對所述氣源進行控制；

所述焊接電源控制模塊與所述主控模塊相連接，用于在接收到電源控制信號時對所述焊接小車及所述焊機的電源進行控制；

所述手持儀接口設(shè)置于所述主控模塊上，與所述主控模塊相連接；所述主控模塊經(jīng)由所述手持儀接口與手持儀相連接，用于在接收到所述手持儀發(fā)送的操作指令時生成相應(yīng)的控制信號。

可選地，所述步進電機包括：X軸閉環(huán)步進電機、Y軸閉環(huán)步進電機、Z軸閉環(huán)步進電機及D軸閉環(huán)步進電機；所述運動控制模塊通過控制所述步進電機實現(xiàn)對所述焊接小車X軸、Y軸、Z軸和D軸的四自由度運動控制。

可選地，所述X軸閉環(huán)步進電機、所述Y軸閉環(huán)步進電機、所述Z軸閉環(huán)步進電機及所述D軸閉環(huán)步進電機還均與所述主控模塊相連接，向所述主控模塊反饋編碼信息及狀態(tài)信號，所述主控模塊還用于基于所述編碼信息及所述狀態(tài)信號反饋更新運動控制信號至所述運動控制模塊，所述運動控制模塊基于反饋更新的運動控制信號控制所述X軸閉環(huán)步進電機、所述Y軸閉環(huán)步進電機、所述Z軸閉環(huán)步進電機及所述D軸閉環(huán)步進電機工作。

可選地，還包括聲光報警控制模塊，與聲光報警裝置相連接，用于在所述管樁焊接小車工作異常時發(fā)出報警控制信號。