一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法，包括以下步骤：S1、准备工作：将直管道和管件进行点固焊形成管段；提供一个管段焊缝预制焊接装置；S2、将管段由夹爪夹持，夹爪夹持直管道且夹持位置处于管段的重心；S3、带动管段移动到矩形框架的中部；S4、旋转座和自转动力装置带动管段绕X轴旋转和绕夹持中心线旋转，使焊缝处于平焊位置1G或者横焊位置2G；S5、焊缝识别摄像头识别焊缝的编号和焊接位置，焊接机器人根据该识别结果移动到焊缝位置进行焊接作业。该管段预制焊接方法能够调整预制管段的位置，使焊缝处于平焊或横焊位置2G，方便焊接机器人进行自动焊接。方便焊接机器人进行自动焊接。方便焊接机器人进行自动焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法


[0001]本专利技术涉及一种管段预制焊接方法，用于化工装备模块化制造中。

技术介绍

[0002]化工装备模块化制作的主要流程是在车间预先焊接好各种不同形状和走向的管段，然后若干管段与管段及设备或容器装配焊接，形成若干个具备一定工艺特性的化工子模块，最后将子模块运输到生产现场进行装配组对焊接，形成完整的化工装置生产线。由于该流程的主要焊接操作都在车间内完成，因此，焊接质量可以很好的保证。而工艺管道一般是需要先将直管道和管件进行预制焊接成管段，这样方便后续子模块工艺管道装配焊接。而目前管段预制焊接主要是采用焊工手工焊接，由于直管道规格尺寸各不相同，因此焊接时需要不同的夹持装置夹持，由于焊工手工焊接，因此焊缝的空间位置不能太高，基于上述的限制，有些焊缝是无法很好的调整至平焊或横焊位置2G，这样导致焊工只能选择其他的焊接位置，例如5G、6G立向上全位置焊接，这样增加了焊缝施焊的难度，对焊工的焊接技能水平要求高，焊接质量风险大。另外焊工手工焊接，劳动强度大。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法，该管段预制焊接方法能够调整预制管段的位置，使焊缝处于平焊或横焊位置2G，方便焊接机器人进行自动焊接。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法，包括以下步骤：
[0005]S1、准备工作：
[0006]将直管道和管件进行点固焊形成管段；提供一个管段焊缝预制焊接装置，包括水平底座，所述水平底座上固定有矩形框架，所述矩形框架的一侧中部设置有竖直中间梁，所述竖直中间梁上沿Z轴滑动安装有由升降动力装置驱动的升降座，所述升降座上绕X轴旋转安装有由旋转动力装置驱动的旋转座，所述旋转座上安装有沿X轴方向伸缩的伸缩臂，该伸缩臂由伸缩动力装置驱动，所述伸缩臂的自由端安装有由夹持动力装置驱动夹持管段的两个夹爪，所述夹爪上安装有驱动管段绕夹爪的夹持中心线自转的自转驱动装置，所述矩形框架上安装有若干个用于对管段焊缝进行焊接的焊接机器人，每个焊接机器人的终端设置有用于识别管段焊缝的焊缝识别摄像头，矩形框架上还设置有用于检测管段初始姿态的姿态检测摄像头；
[0007]S2、将管段由夹爪夹持，夹爪夹持直管道且夹持位置处于管段的重心；
[0008]S3、利用升降座和伸缩臂的伸缩，带动管段移动到矩形框架的中部；
[0009]S4、根据姿态检测摄像头检测到的管段的初始姿态，旋转座和自转动力装置带动管段绕X轴旋转和绕夹持中心线旋转，使焊缝处于平焊位置1G或者横焊位置2G；
[0010]S5、焊缝识别摄像头识别焊缝的编号和焊接位置，焊接机器人根据该识别结果移
动到焊缝位置进行焊接作业。
[0011]优选的，所述管段上设置有包含轴测图号、管线号、管段号、焊口号的可识别标签，所述矩形框架上还设置有若干个用于识别管段上可识别标签的标签识别摄像头，利用该标签识别摄像头识别管段上的可识别标签中的信息，焊接机器人根据该标签的信息调用该焊缝对应的焊接工艺规程WPS参数进行焊接，确保焊缝的焊接工艺准确。
[0012]优选的，所述步骤S4中调整焊缝处于横焊位置2G的具体方法为：
[0013]S41、自转驱动装置驱动管段绕夹持中心线旋转，使环焊缝所在平面的中垂线M处于YZ平面内；
[0014]S42、计算中垂线M与Z轴之间的夹角θ1；
[0015]S43、旋转座旋转θ1角度使中垂线M与Z轴平行；
[0016]所述步骤S4中调整焊缝处于平焊位置1G的具体方法为：
[0017]S4
‑
1、自转驱动装置驱动管段绕夹持中心线旋转，使直管道的中心线和管件的中心线M1均处于YZ平面内；
[0018]S4
‑
2、计算中心线M1与Z轴之间的夹角θ2；
[0019]S4
‑
3、旋转座旋转θ2角度使中心线M1与Z轴平行且管件处于Z轴的正半轴上。
[0020]优选的，所述焊接机器人的数量为八个且成对使用，其中四个焊接机器人安装于水平底座上且位于管段的两侧，剩余四个焊接机器人安装于矩形框架的顶部且位于管段的两侧，当焊缝调整至横焊位置2G时，与该焊缝最近的一对焊接机器人进行焊接作业，每个焊接机器人均焊接对应侧的焊缝段；当焊缝处于平焊位置1G时，与该焊缝最近的一对焊接机器人进行焊接作业，每个焊接机器人均焊接对应侧的焊缝段。
[0021]优选的，所述矩形框架四个侧面上均安装有若干外侧光电传感器，所述外侧光电传感器构成了焊接区域检测光栅，在管段带动调整位置的过程中，管段端部超出了焊接区域检测光栅时则发出报警提示，同时，姿态检测摄像头用于检测管段的姿态，当检测出管段的端部即将碰撞到矩形框架时发出报警提示，升降座、伸缩臂、旋转座和自转驱动装置共同动作调整管段的位置，使其处于焊接区域内，报警解除，这样可以确保焊接工作稳定可靠，避免出现管段与矩形框架碰撞的情况。
[0022]优选的，当管件为法兰或弯头时，焊缝选则横焊位置2G焊接；当管件为自制三通或管台时，焊缝选择平焊位置1G焊接。
[0023]采用了上述技术方案后，本专利技术的效果是：该管段预制焊接方法利用管段焊缝预制焊接装置可以调整管段的姿态，从而使焊缝处于平焊位置1G或者横焊位置2G，利用姿态检测摄像头检测到管段的姿态后，根据该姿态数据调整管段的焊缝位置，然后利用焊接机器人根据焊缝识别摄像头的识别结果移动到对应的焊缝位置进行焊接，整个焊接过程自动化程度高，并且焊缝位置平焊或者横焊位置2G，焊接操作难度低，焊缝的质量更好控制。
附图说明
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0025]图1是本专利技术实施例的结构立体图；
[0026]图2是本专利技术实施例的另一个角度的立体图；
[0027]图3是隐藏了焊接机器人和部分矩形框架后的立体图；
[0028]图4是夹爪部分的放大立体图；
[0029]图5是直管道和管台进行组队时的示意图；
[0030]附图中：1、水平底座；2、矩形框架；3、竖直中间梁；4、焊接机器人； 5、外侧光电传感器；6、条码识别摄像头；7、夹爪；8、管段；81.直管道；82.管台；9、自转动力装置；10、辊轮；11、升降座；12、直线模组；13、旋转动力装置；14、伸缩臂；15、带传动装置；16、旋转座。
具体实施方式
[0031]下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。
[0032]一种化工装备模块化制造工艺管段8预制焊接方法，包括以下步骤：
[0033]S1、准备工作：
[0034]如图1所示，将直管道和管件进行点固焊形成管段8；提供一个管段8焊缝预制焊接装置，包括水平底座1，所述水平底座1上固定有矩形框架2，所述矩形框架2的一侧中部设置有竖直中间梁3，所述竖直中间梁3上沿Z轴滑动安装有由升降动力装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、准备工作：将直管道和管件进行点固焊形成管段；提供一个管段焊缝预制焊接装置，包括水平底座，所述水平底座上固定有矩形框架，所述矩形框架的一侧中部设置有竖直中间梁，所述竖直中间梁上沿Z轴滑动安装有由升降动力装置驱动的升降座，所述升降座上绕X轴旋转安装有由旋转动力装置驱动的旋转座，所述旋转座上安装有沿X轴方向伸缩的伸缩臂，该伸缩臂由伸缩动力装置驱动，所述伸缩臂的自由端安装有由夹持动力装置驱动夹持管段的两个夹爪，所述夹爪上安装有驱动管段绕夹爪的夹持中心线自转的自转驱动装置，所述矩形框架上安装有若干个用于对管段焊缝进行焊接的焊接机器人，每个焊接机器人的终端设置有用于识别管段焊缝的焊缝识别摄像头，矩形框架上还设置有用于检测管段初始姿态的姿态检测摄像头；S2、将管段由夹爪夹持，夹爪夹持直管道且夹持位置处于管段的重心；S3、利用升降座和伸缩臂的伸缩，带动管段移动到矩形框架的中部；S4、根据姿态检测摄像头检测到的管段的初始姿态，旋转座和自转动力装置带动管段绕X轴旋转和绕夹持中心线旋转，使焊缝处于平焊位置1G或者横焊位置2G；S5、焊缝识别摄像头识别焊缝的编号和焊接位置，焊接机器人根据该识别结果移动到焊缝位置进行焊接作业。2.如权利要求1所述的一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法，其特征在于：所述管段上设置有包含轴测图号、管线号、管段号、焊口号的可识别标签，所述矩形框架上还设置有若干个用于识别管段上可识别标签的标签识别摄像头，利用该标签识别摄像头识别管段上的可识别标签，焊接机器人根据该标签的信息调用该焊缝对应的焊接工艺规程WPS参数进行焊接。3.如权利要求2所述的一种化工装备模块化制造管段预制焊接方法，其特征在于：所述步骤S4中调整焊缝处于横焊位置2G的具体方法为：S41、自转驱动装置驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰恒，王飞，何仲，沈斌强，喜鑫，陈益希，方战华，孔令宗，任文才，李择城，
申请(专利权)人：江苏利柏特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：