3D扫描式管道全方位自动焊接机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种3D扫描式管道全方位自动焊接机。一种3D扫描式管道全方位自动焊接机，位于焊接管道的外缘采用连接件连接行走机构控制系统，行走机构控制系统通过焊炬摆动调节机构连接若干焊接系统，所述的焊接系统的末端连接自动送丝送气系统；行走机构控制系统的上端连接有环境数据监测系统；所述的行走机构控制系统的一侧采用可调节手臂连接3D扫描系统。本实用新型专利技术的有益效果为：通过3D扫描装置预先将待焊管道焊缝进行3维立体扫描，精确的采集焊缝的图像和数据，并和环境数据监测系统，采集的数据相结合由计算机控制系统进行数据的整合和处理，得到更加精确的3维数据和图像，最终将整合处理后的数据传输到执行系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于天然气油气管道自动焊接
，具体涉及一种3D扫描式管道全方位自动焊接机。
技术介绍
随着现代自动化、信息化、数字化技术的日益成熟，代表自动化焊接技术的数字焊机，数字化控制技术已稳步进入市场。有力地促进了我国大型基础工程的焊接工艺，特别是焊接自动化技术的发展，油气管道的焊接自动化程度要求也日新月异。焊接自动化与智能化已经成为必然趋势，尤其是对于大口径、厚管壁的油气管道。随着长距离输气管道朝着高钢级、高压力、大口径、大厚壁方向发展，提高焊接速度和焊接质量是管道建设要解决的关键技术问题。我国的焊接产业正逐步走向“高效化、自动化、智能化”。目前，我国焊接界把实现焊接过程的自动化、智能化作为战略目标，发展焊接生产自动化和过程控制智能化，研宄和开发新型技术。焊接是制造业中传统的重要加工工艺方法之一，应用领域非常广泛。随着现代信息化、自动化技术的发展，焊接自动化与智能化已经成为必然趋势，尤其是对于大口径、厚管壁的油气管道。由于大型油气管道焊接一般都在野外作业，地形地貌复杂，焊接环境较差，管道移动困难，所以焊接施工难度很大。并且大型油气管道对焊接质量的要求较高。因为焊接质量的好坏直接关系到管线以后使用的安全性，所以运用精度更高，焊接质量更好的自动化焊接就显得尤为重要。传统的自动化焊接是将送丝速度、焊车行走速度、焊枪振动频率作为三个因变量，置于一个空间坐标系中，以时间作为自变量，以焊接电流、电压作为边界条件，最后得出送丝速度、焊接小车行走速度、焊枪振动频率之间的关系进行焊接。在实际焊接时，每一次调节都是上述三个参数同时调节，来确保调节过程的准确性。但是这种传统自动化程度并不高，而且要求的精度和焊接质量也难以保证。随着光、机、电以及计算机技术的快速发展，3D技术的研发与应用已经走过了几十年的前期摸索阶段，技术的成熟度、完善度、易用性、人性化、经济性等，都已经取得了巨大的突破；3D扫描也趋向于速度更快，精度更高、更轻便携带的方向发展，加之对所扫描对象没有限制的特性、3D扫描技术在更广泛的领域得到了应用。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术提供了一种3D立体全方位的检测和控制系统。通过3D扫描系统预先扫描焊缝的三维空间得到图像，将扫描到的图像和数据实时传输到计算机控制系统，进行处理，然后由执行系统执行焊接任务，以实现管道全位置多焊炬、快速高效、高质量的智能化焊接。本技术所采用的技术方案为:一种3D扫描式管道全方位自动焊接机，位于焊接管道的外缘采用连接件连接行走机构控制系统，行走机构控制系统通过焊炬摆动调节机构连接若干焊接系统，所述的焊接系统的末端连接自动送丝送气系统；行走机构控制系统的上端连接有环境数据监测系统；所述的行走机构控制系统的一侧采用可调节手臂连接3D扫描系统。所述的环境数据监测系统及3D扫描系统采用有线或无线传输连接计算机控制系统；所述的自动送丝送气系统、焊接系统、行走机构控制系统及焊炬摆动调节机构采用有线或无线线路连接计算机控制系统。所述的连接件为永磁吸附轮，所述的永磁吸附轮至少设有2个，并且永磁吸附轮位于行走机构控制系统与焊接管道之间。所述的连接件为焊接导轨，所述的焊接导轨为圆环形结构，并且焊接导轨位于焊接管道的外缘。所述的若干焊接系统的前后位置分别设有若干焊炬，并且每一个焊炬的末端分别连接送丝机构及送气机构。所述的焊炬至少设有2个，并且相邻两个焊炬的距离为10?20厘米。所述的送气机构的内部为惰性气体。所述的3D扫描系统位于行走机构控制系统一侧的前方或者后方。优选为3D扫描系统位于行走机构控制系统一侧的前方。本技术的有益效果为:将3D扫描技术应用于管道全位置自动焊接。与传统自动焊接有着本质不同。传统焊接是在执行焊接过程中根据实际情况调节焊接参数如送丝速度、振动频率等参数进行的焊接。但这些参数的调节是相互关联的，送丝速度调节合适了，振动频率、焊车速度却不一定合适，只有通过一定时间的摸索才能将几个参数调节匹配，操作繁琐，精细化程度低，而且极易受外界因素干扰。而本新型是通过3D扫描装置预先将待焊管道焊缝进行3维立体扫描，精确的采集焊缝的图像和数据，并和环境数据监测系统，包括温度、风速、湿度等采集的数据相结合由计算机控制系统进行数据的整合和处理，得到更加精确的3维数据和图像，最终将整合处理后的数据传输到执行系统，通过执行系统实现轨道式的全位置自动化焊接和永磁轮行走机构无轨道式的全位置自动化焊接。克服了传统技术的精度差、易受外界干扰、操作复杂等缺点。本系统的精度更高、灵活性和机动性更大、适应性更强、操作便捷、便于野外焊接作业，而且焊接质量更好。【附图说明】图1是本技术的结构示意图；图2是图1结构俯视图；图3是本技术另一的结构示意图；图4是图3结构俯视图。图中:1、计算机控制系统；2、3D扫描系统；3、环境数据监测系统；4、自动送丝送气系统；5、焊接系统；6、行走机构控制系统；7、焊炬摆动调节机构；8、永磁吸附轮；9、待焊管道；10、惰性气体；11、可调节手臂；12、焊接导轨；4-1、送丝机构；4-2、送气机构。【具体实施方式】如图1至图4所示，本技术提供了一种3D扫描式管道全方位自动焊接机，位于焊接管道9的外缘采用连接件连接行走机构控制系统6，行走机构控制系统6通过焊炬摆动调节机构7连接若干焊接系统5，所述的焊接系统5的末端连接自动送丝送气系统4 ;行走机构控制系统6的上端连接有环境数据监测系统3 ;所述的行走机构控制系统6的一侧采用可调节手臂11连接3D扫描系统2。环境数据监测系统3及3D扫描系统2采用有线或无线传输连接计算机控制系统I ;所述的自动送丝送气系统4、焊接系统5、行走机构控制系统6及焊炬摆动调节机构7采用有线线路或者有线或无线线路连接计算机控制系统I。连接件为永磁吸附轮8，所述的永磁吸附轮8至少设有2个，并且永磁吸附轮8位于行走机构控制系统6与焊接管道9之间。连接件为焊接导轨12，所述的焊接导轨12为圆环形结构，并且焊接导轨12位于焊接管道9的外缘。若干焊接系统5的前后位置分别设有若干焊炬，并且每一个焊炬的末端分别连接送丝机构4-1及送气机构4-2。焊炬至少设有2个，并且相邻两个焊炬的距离为10?20厘米。送气机构4-2的内部为惰性气体10。3D扫描当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D扫描式管道全方位自动焊接机，其特征在于：位于焊接管道(9)的外缘采用连接件连接行走机构控制系统(6)，行走机构控制系统(6)通过焊炬摆动调节机构(7)连接若干焊接系统(5)，所述的焊接系统(5)的末端连接自动送丝送气系统(4)；行走机构控制系统(6)的上端连接有环境数据监测系统(3)；所述的行走机构控制系统(6)的一侧采用可调节手臂(11)连接3D扫描系统(2)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国勋，
申请(专利权)人：黄国勋，
类型：新型
国别省市：河北;13