一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种管子‑管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置及方法，由探针轴向移动驱动装置控制探针轴向移动以接触管板或接触U型管端部；由探针径向旋转驱动装置控制探针旋转，使其在朝着管板或朝着U型管端部的位置切换；通过接收朝管板的探针沿轴向移动直至接触管板时发送的信号来计算探针第一位置，以及接收朝U型管端部的探针沿轴向移动直至接触U型管端部时发送的另一信号来计算探针第二位置，信号处理系统将第一位置与第二位置比对，获得U型管端部与管板的平齐度，并对平齐度是否满足设定要求进行判断，在平齐度不满足要求时，不起弧进行焊接；在平齐度满足要求时，起弧进行管子‑管板焊接，从而保证管子‑管板焊缝的质量，避免堵管。

The axial movement detection device and method of welding pipe system pipe plate type U tube

The invention relates to an axial movement detection device and method of welding pipe system pipe plate type U tube, the axial movement of drive device controlled by the probe probe to contact the axial movement of the tube plate or the contact type U tube; radial rotation drive device controlled by the probe probe rotation, the position switch towards the tube plate or towards the U type tube end; probe to calculate the first position by receiving a signal towards the probe tube plate along the axial direction until the contact tube plate when sending, receiving and sending probe in U type tube end along the axial direction until the contact type U tube ends when another signal to calculate the position of the probe second the signal processing system, the first and second position alignment, U type tube and tube plate flush, and the flush degree meets the requirements set in the flush of judgment, does not meet the requirements, not into the arc For welding; in the flush of meet the requirements, the arc tube tube plate welding, so as to ensure the quality of tube tube sheet welding, avoid plugging.

【技术实现步骤摘要】
一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置及方法
本专利技术涉及机器人焊接智能化领域的管子-管板机器人焊接系统，特别涉及一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置及方法。
技术介绍
核电由于具有能量密度高、洁净、低碳等优点，是未来能源发展的重要方向。蒸汽发生器作为核岛主设备，其制造过程中管子-管板的焊接质量和焊接效率，直接影响到管板一次侧的耐腐蚀性、密封性以及蒸汽发生器的制造进度。在管子-管板焊接的过程中，为了保证焊缝质量，需要保证U型管端部与管板平齐。通过机器人系统进行管子-管板自动焊接的过程中，系统对待焊管孔进行激光扫描定位后，控制机器人带动管子-管板焊枪到达待焊管孔附近，将焊枪的定位芯轴插入待焊管孔，在定位胀效果不好，且初始焊位导引精度误差偏大时，会在定位芯轴插入过程中造成U型管的轴向移动，导致U型管端部与管板平齐度不满足要求（公差±0.1mm）。在U型管端部与管板平齐度不满足要求的条件下进行焊接，会造成堵管。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置及方法，对管子轴向移动情况进行检测，以保证管子-管板焊缝的焊接质量，避免堵管。为了达到上述目的，本专利技术的一个技术方案是提供一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置，包含：探针，其在接触到管板及接触到U型管端部时分别发送信号；探针轴向移动驱动装置，其驱动所述探针进行轴向移动，以使探针得以接触管板或接触U型管端部；探针径向旋转驱动装置，其驱动所述探针进行旋转，以使探针在朝着管板的位置及朝着U型管端部的位置之间切换；信号处理系统，其与所述探针信号连接，接收探针分别发送的信号来确定探针分别对应的轴向位置进行比对，根据比对结果计算U型管端部与管板的实际平齐度。优选地，所述U型管轴向移动检测装置固定设置在机器人管子-管板焊接系统的管子-管板焊枪上；所述探针与管子-管板焊枪前端设置的钨极及定位芯轴平行布置。优选地，所述探针朝着U型管端部的位置，包含所述探针与已插入待焊管孔的定位芯轴之间距离最近的位置。优选地，所述探针与第一杆段连接，该第一杆段与第二杆段垂直连接，该第二杆段与所述探针轴向移动驱动装置和探针径向旋转驱动装置分别连接；通过所述探针轴向移动驱动装置驱使第一杆段及第二杆段轴向移动，带动所述探针进行轴向移动；通过所述探针径向旋转驱动装置驱使第一杆段绕第二杆段旋转，带动所述探针绕第二杆段旋转。优选地，所述信号处理系统还对实际平齐度是否满足设定的平齐度公差要求进行判断，并在判断实际平齐度满足或不满足平齐度公差要求时，分别向机器人管子-管板焊接系统的中央控制系统发送允许或不允许起弧焊接的指令。本专利技术的另一个技术方案是提供一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测方法，在管子-管板焊枪上的定位芯轴插入待焊管孔后，探针轴向移动驱动装置控制朝着管板的探针沿轴向移动，在探针接触到管板时，信号处理系统对探针所处的第一位置进行记录；所述探针轴向移动驱动装置还控制切换到朝着U型管端部的所述探针沿轴向移动，在探针接触到U型管端部时，信号处理系统对探针所处的第二位置进行记录；所述信号处理系统基于其对第一位置与第二位置比对的结果，来计算U型管端部与管板的实际平齐度，并对实际平齐度是否满足设定的平齐度公差要求进行判断：当实际平齐度满足或不满足平齐度公差要求时，所述信号处理系统对应向机器人管子-管板焊接系统的中央控制系统发送允许或不允许起弧焊接的指令。优选地，所述探针朝着管板及朝着U型管端部进行的轴向移动，分别是使所述探针沿机器人管子-管板焊接系统中钨极尖端方向进行的移动。优选地，通过探针径向旋转驱动装置带动所述探针进行旋转，以使探针在朝着管板的位置与朝着U型管端部的位置之间切换。优选地，所述探针朝着U型管端部的位置，包含所述探针与已插入待焊管孔的定位芯轴之间距离最近的位置；所述探针接触到U型管端部时，停止轴向移动并通过探针径向旋转驱动装置带动所述探针旋转，将所述探针移动到与已插入待焊管孔的定位芯轴之间距离最远的位置。优选地，所述探针与第一杆段连接，并通过与第一杆段垂直相连的第二杆段与所述探针轴向移动驱动装置和探针径向旋转驱动装置分别连接；通过所述探针轴向移动驱动装置驱使第一杆段及第二杆段轴向移动，带动所述探针进行轴向移动；通过所述探针径向旋转驱动装置驱使第一杆段绕第二杆段旋转，带动所述探针绕第二杆段旋转。综上所述，本专利技术所述U型管轴向移动检测装置及方法，其优点在于：当定位芯轴插入待焊管孔后，本专利技术对U型管轴向移动情况进行检测，当检测到U型管端部与管板平齐度不满足要求时（公差±0.1mm），不起弧进行焊接；当检测到U型管端部与管板平齐度满足要求时，起弧进行管子-管板焊接。本专利技术适用于蒸汽发生器的管子-管板机器人焊接系统，可以保证机器人管子-管板焊接的焊缝质量，避免堵管。附图说明图1是本专利技术所述U型管轴向移动检测装置的结构及其与焊枪和焊缝的位置关系示意图。图2是本专利技术所述U型管轴向移动检测方法的流程示意图。具体实施方式本专利技术提供一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置及方法，适用于蒸汽发生器的管子-管板机器人焊接系统。如图1所示，本专利技术所述的U型管轴向移动检测装置（以下简称检测装置），集成在焊接系统的管子-管板焊枪10上。所述管子-管板焊枪10通过其后端设置的连接头11与焊接系统的机器人连接，该管子-管板焊枪10通过插入管孔的定位芯轴30进行轴向定位。焊接系统控制位于管子-管板焊枪10前端的钨极20旋转，及启动对管子-管板焊缝40的自动焊接。所述检测装置通过固定装置80固定在管子-管板焊枪10上。该检测装置的探针50与钨极20及定位芯轴30平行布置。探针50与一个L型连接杆的第一杆段（图1中较短的杆段）连接，L型连接杆的第二杆段（较长的杆段）前端连接第一杆段，后端穿过固定装置80并与探针轴向移动驱动装置60和探针径向旋转驱动装置70连接；所述探针50与检测装置的信号处理系统90信号连接，该信号处理系统90设置在固定装置80的后方。其中，所述探针轴向移动驱动装置60能够通过L型连接杆带动探针50沿轴向前后移动。所述探针径向旋转驱动装置70能够通过L型连接杆带动探针50旋转，由第一杆段带动探针50绕第二杆段旋转；图1所示的探针50位置是该探针50在旋转过程离定位芯轴30最近的位置。所述信号处理系统90能够接收探针50接触管板及接触U型管端部时分别发送的信号，确定探针50这两次接触所对应的轴向位置并进行比对，根据比对结果向焊接系统的中央控制系统发送允许或不允许起弧焊接的指令。如图2所示，本专利技术所述U型管轴向移动检测方法，包含以下过程：管子-管板机器人焊接系统对待焊管孔进行激光扫描定位后，中央控制系统控制机器人带动管子-管板焊枪10到达待焊管孔附近位置，然后将定位芯轴30插入待焊管孔中。定位芯轴30插入动作完成后，检测装置通过探针轴向移动驱动装置60控制探针50沿轴向向前朝着管板移动，即沿钨极尖端方向移动；当探针50接触到管板后停止轴向运动并发出第一信号，信号处理系统90收到第一信号后自动记录探针50前端当前的轴向位置（称为第一位置）。然后，检测装置通过探针径向旋转驱动装置70，将探针50移动到离定位芯轴30最近的位置。如果为防止碰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管子‑管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置，其特征在于，包含：探针，其在接触到管板及接触到U型管端部时分别发送信号；探针轴向移动驱动装置，其驱动所述探针进行轴向移动，以使探针得以接触管板或接触U型管端部；探针径向旋转驱动装置，其驱动所述探针进行旋转，以使探针在朝着管板的位置及朝着U型管端部的位置之间切换；信号处理系统，其与所述探针信号连接，接收探针分别发送的信号来确定探针分别对应的轴向位置进行比对，根据比对结果计算U型管端部与管板的实际平齐度。

【技术特征摘要】
1.一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测装置，其特征在于，包含：探针，其在接触到管板及接触到U型管端部时分别发送信号；探针轴向移动驱动装置，其驱动所述探针进行轴向移动，以使探针得以接触管板或接触U型管端部；探针径向旋转驱动装置，其驱动所述探针进行旋转，以使探针在朝着管板的位置及朝着U型管端部的位置之间切换；信号处理系统，其与所述探针信号连接，接收探针分别发送的信号来确定探针分别对应的轴向位置进行比对，根据比对结果计算U型管端部与管板的实际平齐度。2.如权利要求1所述的U型管轴向移动检测装置，其特征在于，所述U型管轴向移动检测装置固定设置在机器人管子-管板焊接系统的管子-管板焊枪上；所述探针与管子-管板焊枪前端设置的钨极及定位芯轴平行布置。3.如权利要求2所述的U型管轴向移动检测装置，其特征在于，所述探针朝着U型管端部的位置，包含所述探针与已插入待焊管孔的定位芯轴之间距离最近的位置。4.如权利要求1或2或3所述的U型管轴向移动检测装置，其特征在于，所述探针与第一杆段连接，该第一杆段与第二杆段垂直连接，该第二杆段与所述探针轴向移动驱动装置和探针径向旋转驱动装置分别连接；通过所述探针轴向移动驱动装置驱使第一杆段及第二杆段轴向移动，带动所述探针进行轴向移动；通过所述探针径向旋转驱动装置驱使第一杆段绕第二杆段旋转，带动所述探针绕第二杆段旋转。5.如权利要求1所述的U型管轴向移动检测装置，其特征在于，所述信号处理系统还对实际平齐度是否满足设定的平齐度公差要求进行判断，并在判断实际平齐度满足或不满足平齐度公差要求时，分别向机器人管子-管板焊接系统的中央控制系统发送允许或不允许起弧焊接的指令。6.一种管子-管板焊接系统的U型管轴向移动检测方法，其特征在于，管子-管板焊枪上的定位芯轴插入待焊管孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨乘东，张茂龙，唐伟宝，孙志远，
申请(专利权)人：上海电气核电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31