一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其包括设置在盾构机刀盘工作空间的焊接机器人、设置在盾构机前体的焊接机器人控制柜和焊接电源及设置在盾构机控制室的监控设备；所述焊接机器人、焊接机器人控制柜、焊接电源及监控设备依次连接；所述焊接机器人用于对盾构机刀盘进行焊接维修；所述焊接机器人控制柜用于向焊接机器人发送焊接指令并将焊接信息反馈给监控设备；所述焊接电源用于提供焊接时所需的电源；所述监控设备用于对远端的焊接机器人进行控制。该焊接系统，可在远端常压环境中实现对焊接机器人的遥操作控制，无需操作人员在高压危险环境下进行焊接工作，保证了操作人员的安全和焊接质量。了操作人员的安全和焊接质量。了操作人员的安全和焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统


[0001]本技术属于自动化焊接
，具体涉及一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统。

技术介绍

[0002]盾构机是一个完成挖掘、出土和隧道支护等工作的大型专用工程机械，近几年来我国隧道及地下工程发展迅速，使用盾构机的工程越来越多。盾构机刀盘是盾构机的关键部件，决定了掘进工程能否顺利完成。盾构机刀盘直接与地下土层接触，工作环境复杂，未知因素很多，其经常发生严重的磨损，以致不能继续掘进。因此，盾构机刀盘修复技术显得格外重要。在实际工程中，通常使用带压进舱法在地下进行刀盘修复，该方法不会对地面环境造成任何影响，总体修复速度快。但是，由于需要操作人员在高压环境下进行焊接作业，会产生大量有毒气体，影响操作人员的身体健康；另外，活动空间很小并且有一定塌方危险，不能保证操作人员的生命安全。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，使用焊接机器人来代替操作人员在高压环境下的焊接，并实现远端遥操作控制，无需操作人员在危险环境下进行焊接工作，保证了操作人员的安全和焊接质量。
[0004]本技术采用的技术方案是：提供一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，包括设置在盾构机刀盘工作空间的焊接机器人、设置在盾构机前体的焊接机器人控制柜和焊接电源及设置在盾构机控制室的监控设备；所述焊接机器人、焊接机器人控制柜、焊接电源及监控设备依次连接；所述焊接机器人用于对盾构机刀盘进行焊接维修；所述焊接机器人控制柜用于向焊接机器人发送焊接指令并将焊接信息反馈给监控设备；所述焊接电源用于提供焊接时所需的电源；所述监控设备用于在远端实现对焊接机器人控制。
[0005]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述焊接机器人上设有CCD摄像机，用于获取焊接电弧的形貌。
[0006]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述CCD摄像机上靠近镜头一侧设有可变遮光片，用于遮挡过亮的电弧光。
[0007]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述焊接电源上连接有数据采集模块，用于采集焊接过程中电压和电流信息。
[0008]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述数据采集模块包括数据采集卡和数字化弧焊信息分析仪，数字化弧焊信息分析仪与焊接电源连接，采集焊接过程中的电压和电流信息，数据采集卡与数字化弧焊信息分析仪连接，用于接收数字化弧焊信息分析仪传输的电压和电流信息并进行处理。
[0009]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，还包括虚拟样机，该虚拟样机内设有焊接机器人模型，该焊接机器人模型与焊接机器人完全同步，可对焊接
机器人的实时动作动态捕捉。
[0010]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述虚拟样机与监控设备双向连接，实现焊接机器人模型与焊接机器人的数据交换。
[0011]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述机器人控制柜内设有PMAC运动控制卡和伺服驱动器，该PMAC运动控制卡通过伺服驱动器向焊接机器人发送焊接指令，使焊接机器人按照规定转速和方向进行运动。
[0012]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述监控设备包括图像信息接收显示模块、图像信息处理模块、电流电压信息接收显示模块及电流电压信息处理模块；所述图像信息接收显示模块，用于接收CCD摄像机发送的电弧形貌信息并将该图像信息在监控设备的人机界面上显示出来；图像信息处理模块用于接收图像信息接收显示模块发送的图像信息并分析判断该图像信息是否正常，如发现异常，及时处理；电流电压信息接收显示模块用于接收数据采集卡发送的电流电压信息，根据电流电压信息绘制电流电压波形图并将该波形图在监控设备的人机界面上显示出来；电流电压信息处理模块用于接收电流电压信息接收显示模块发送的电流电压信息并分析判断电流电压是否稳定，如果发现电流电压不稳定，及时处理。
[0013]进一步地，如上述所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，所述监控设备还包括信息存储模块，用于实时存储CCD摄像机发送的图像信息及数据采集卡发送的电流电压信息。
[0014]本技术的有益技术效果在于：
[0015](1)本技术通过在盾构机刀盘工作空间设置焊接机器人，代替操作人员在高压环境下完成焊接，并在远端对焊接机器人进行遥操作控制，保证了操作人员的安全和焊接质量。
[0016](2)本技术通过在焊接机器人上设置CCD摄像机和可变遮光片，从而可获取清晰的焊接电弧形貌，以此判断焊接是否正常。
[0017](3)本技术通过设置数据采集模块，采集焊接过程中的电流电压信息，绘制电流电压波形图，从而判断焊接过程中电压电流是否稳定，从而保证焊接质量。
[0018](4)本技术通过设置虚拟样机，在虚拟样机中设置焊接机器人模型，焊接机器人模型与焊接机器人完全同步，使操作人员在常压控制室便能感受到焊接现场。
附图说明
[0019]图1是本技术的结构示意图；
[0020]图2是焊接机器人的结构示意图；
[0021]图3是CCD摄像机的结构示意图；
[0022]图4是本技术在盾构机中的布置图。
[0023]图中：
[0024]1‑
盾构机刀盘工作空间2
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焊接机器人3
‑
盾构机前体4
‑
焊接机器人控制柜5
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焊接电源6
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盾构机控制室7
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监控设备8
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盾构机刀盘9
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CCD摄像机10
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可变遮光片11
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数据采集模块12
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虚拟样机13
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盾构机14
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土层15
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人员舱
具体实施方式
[0025]下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
[0026]需要说明的是，本申请的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0027]如图1所示，是本技术提供的盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其包括焊接机器人2、焊接机器人控制柜4、焊接电源5、监控设备7及虚拟样机12。焊接机器人2与焊接机器人控制柜4连接，焊接机器人控制柜4与焊接电源5连接，焊接电源5与监控设备7连接，监控设备7与虚拟样机12双向连接。其中，焊接机器人2上设有CCD摄像机9，该CCD摄像机9与监控设备7连接。焊接电源5上连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其特征是：包括设置在盾构机刀盘工作空间(1)的焊接机器人(2)、设置在盾构机前体(3)的焊接机器人控制柜(4)和焊接电源(5)及设置在盾构机控制室(6)的监控设备(7)；所述焊接机器人(2)、焊接机器人控制柜(4)、焊接电源(5)及监控设备(7)依次连接；所述焊接机器人(2)用于对盾构机刀盘(8)进行焊接维修；所述焊接机器人控制柜(4)用于向焊接机器人发送焊接指令并将焊接信息反馈给监控设备(7)；所述焊接电源(5)用于提供焊接时所需的电源；所述监控设备(7)用于在远端实现对焊接机器人(2)控制。2.如权利要求1所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其特征是：所述焊接机器人(2)上设有CCD摄像机(9)，用于获取焊接电弧的形貌。3.如权利要求2所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其特征是：所述CCD摄像机(9)上靠近镜头一侧设有可变遮光片(10)，用于遮挡过亮的电弧光。4.如权利要求3所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其特征是：所述焊接电源(5)上连接有数据采集模块(11)，用于采集焊接过程中电压和电流信息。5.如权利要求4所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其特征是：所述数据采集模块包括数据采集卡和数字化弧焊信息分析仪，数字化弧焊信息分析仪与焊接电源连接，采集焊接过程中的电压和电流信息，数据采集卡与数字化弧焊信息分析仪连接，用于接收数字化弧焊信息分析仪传输的电压和电流信息并进行处理。6.如权利要求1
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5任一项所述的一种盾构机刀盘高气压维修焊接系统，其特征是：还包括虚拟样机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，王国政，周灿丰，卓兴建，李勇，郭黎明，汪世煜，郜卫鹏，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：