一种管道内焊机制造技术

本发明专利技术公开一种管道内焊机，包括机头、机体以及第一连接机构，所述机头上设置有涨紧机构以及焊接机构，所述机体上设置有用于在管道内行走的行走系统，所述机头与机体通过第一连接机构连接，所述第一连接机构具有可控的活动自由度以使机头与机体之间能够相对偏转。本发明专利技术所述的管道内焊机中机头能够相对于机体进行偏转，使得管道内焊机整体发生弯曲的形态变化，进而使得管道内焊机能够顺畅通过管道的弯曲管段，能够适应不同弯曲半径的弯曲管道，有效提高过弯能力，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种管道内焊机


[0001]本专利技术涉及焊接设备
，尤其涉及一种管道内焊机。

技术介绍

[0002]管道内焊机广泛应用于石化、电力、煤炭、输水等管道施工中，主要用于将两根管道对接并进行内部根焊。各领域所铺设的管道通常都需要适应环境地形，因此管道通常都会存在坡度、弯曲状况，特别是在山区，管道的坡度较大、弯曲半径较小，管道的坡度能达到25
°
以上，甚至局部坡度超过45
°
，管道的弯曲半径最小达到6D(D指管道外径)，现有的管道内焊机地形适应性低、通过性能较差，爬坡能力有限，过弯能力差，管道内焊机本身具有一定的长度，只能通过弯曲半径较大的弯曲管段，管道内焊机在行进到弯曲半径较小的弯曲管段时会出现管道内焊机卡在弯曲管段中的状况，无法从弯曲半径较小的弯曲管段正常通过，无法在弯曲管段实现管道对接以及焊接连接，适用性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种管道内焊机，解决目前技术中传统管道内焊机过弯能力差，难以在弯曲管段进行管道对接以及焊接连接的问题。
[0004]为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种管道内焊机，包括机头、机体以及第一连接机构；
[0006]所述机头上设置有涨紧机构以及焊接机构；
[0007]所述机体上设置有用于在管道内行走的行走系统；
[0008]所述机头与机体通过第一连接机构连接，所述第一连接机构具有可控的活动自由度以使机头与机体之间能够相对偏转。
[0009]本专利技术所述管道内焊机在机头与机体之间通过可偏转的第一连接机构进行连接，从而使得机头能够相对于机体进行偏转，进而在管道内焊机通过管道的弯曲管段时使得管道内焊机的整体进行弯曲的形态变化，机头相对于机体的偏转角度可调，从而能灵活适应不同弯曲半径的弯曲管段，能顺畅的从弯曲管段通过，避免发生管道内焊机卡在弯曲管段的状况，有效提高管道内焊机的过弯能力，能更好的适应不同地形的需求。
[0010]进一步的，第一连接机构包括静端和动端，静端与机体连接，动端与机头连接，所述静端和动端之间并联设置有若干个活动构件以使静端与动端之间能够相对活动。本专利技术采用并联结构的运动端作为第一连接机构，能够实现多自由度的活动调节，满足管道内焊机的通过各种弯曲管段的过弯需求，并且第一连接机构为主动式的活动调节结构，通过控制各活动构件的变化来使静端与动端得相对偏转是主动可调节的，并且能稳定的将静端与动端之间保持在相对偏转的状态，从而能够根据弯曲管段的弯曲半径、弯曲朝向等进行精确的主动调节，使得管道内焊机能够更好的沿着弯曲管段通过。
[0011]进一步的，所述活动构件为直线伸缩构件，所述直线伸缩构件的一端与静端活动
连接，另一端与动端活动连接。结构简单、紧凑，通过控制各直线伸缩构件的伸缩量即可控制静端与动端之间的相对偏转状态，易于控制，控制精度高。
[0012]进一步的，第一连接机构为并联运动机构或串联运动机构，第一连接机构具有二个自由度至六个自由度，灵活度高，可实现机头相对于机体的偏转甚至平移，灵活而准确的调节机头相对于机体的姿态，进而更好的提高管道内焊机的通过性能。
[0013]进一步的，还包括在机头上设置的用于检测管道的传感器，控制系统接收传感器检测采集到的数据并进行分析处理得到控制参数，所述第一连接机构根据控制参数进行动作以调节机头的位姿。利用传感器检测管道的状况，以确定机头相对于管道的位姿状态，从而通过第一连接机构调节机头的位姿以将机头调节至准确的姿态进行过弯或者是进行焊接作业，提高自动化程度，使得管道内焊机能够根据管道的具体状况自动的调节姿态以进行过弯，也使得机头上的涨紧机构和焊接机构能够精确对准管道端口的焊缝区域，进而提高焊接质量。
[0014]进一步的，所述传感器在机头上沿圆周间隔设置有若干个，所述传感器所在圆周的中轴线与涨紧机构的中轴线重合。在周向上的多个位置通过传感器对管道进行检测，综合各传感器检测采集到的数据进行分析处理，能够更加精确的获知涨紧机构和焊接机构相对于管道的位姿状态，更加精确的调节机头的位姿以使涨紧机构和焊接机构精确的与管道进行匹配，进而提高焊接精度和质量。
[0015]进一步的，所述传感器为条纹式激光位移传感器以检测采集管道轮廓数据。条纹式激光位移传感器发射出线条状的激光条纹照射在管道上，具体包括照射在管道的内壁上和照射在管道端部的坡口上，从而在管道上形成激光轮廓线，传感器检测采集到的激光轮廓线图像即为管道轮廓数据，机头相对于管道的位置以及姿态的不同时会形成不同的激光轮廓线图像，通过分析处理激光轮廓线图像即可确定当前机头相对于管道的位姿，进而能通过控制第一连接机构将机头调节至最精确的位姿。
[0016]进一步的，所述控制系统包括有共轴单元，所述共轴单元用于分析处理传感器检测采集到的数据以得到用于共轴的控制参数，所述第一连接机构根据用于共轴的控制参数进行动作以使机头上的焊接机构的中轴线与焊接机构所在管道位置处的管道中轴线重合。根据传感器检测采集到的数据利用第一连接机构自动的控制机头位姿，将机头保持在焊接机构的中轴线与管道中轴线重合的状态以实现共轴过弯，在经过弯曲管段时，由于管道的中轴线发生了弯曲偏转，机头需要同步的进行偏转才能保持焊接机构的中轴线与管道中轴线重合的状态，第一连接机根据传感器检测采集的数据实时的进行动作以使机头进行偏转来维持焊接机构的中轴线与管道中轴线重合的状态，实现了管道内焊机在经过弯曲管段时自动的调整机头相对于机体的偏转姿态，使得管道内焊机的整体形态变为弯曲形状，从而确保管道内焊机能顺畅的通过弯曲管段，提高过弯能力。
[0017]进一步的，所述控制系统包括对口单元，所述对口单元分析处理传感器检测采集到的数据以得到用于对口的控制参数，所述第一连接机构根据用于对口的控制参数进行动作以使焊接机构正对待对接的两个管道之间的焊缝中心。根据传感器检测采集到的数据利用第一连接机构调节机头的位姿以实现自动对口，第一连接机构的动作精度高，能提高对口精度和对口效率。
[0018]进一步的，所述对口单元包括：
[0019]场景判断模块，用于分析处理传感器检测采集到的数据以判断是否处于传感器检测采集到管道端部的对口场景；
[0020]计量模块，当处于对口场景时，计量模块分析处理传感器检测采集到的数据以得到传感器至管道端部所在平面的距离；
[0021]停驻模块，在传感器至管道端部所在平面的距离达到行走停止条件时，所述停驻模块发出控制行走系统停驻机体的指令；
[0022]对口精调模块，分析处理在机体停驻状态下传感器检测采集到的数据以得到用于精调的控制参数，所述第一连接机构根据用于精调的控制参数进行动作以使焊接机构正对待对接的两个管道之间的焊缝中心。
[0023]在将两个待对接管道进行焊接连接时，若要保障焊接质量则焊接机构的焊接单元的焊枪需要精确的正对两个管道之间的焊缝中心，机体上的行走系统的动作精度较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道内焊机，其特征在于，包括机头(1)、机体(2)以及第一连接机构(3)；所述机头(1)上设置有涨紧机构(11)以及焊接机构(12)；所述机体(2)上设置有用于在管道内行走的行走系统；所述机头(1)与机体(2)通过第一连接机构(3)连接，所述第一连接机构(3)具有可控的活动自由度以使机头(1)与机体(2)之间能够相对偏转。2.根据权利要求1所述的管道内焊机，其特征在于，第一连接机构(3)包括静端(31)和动端(32)，静端(31)与机体(2)连接，动端(32)与机头(1)连接，所述静端(31)和动端(32)之间并联设置有若干个活动构件(33)以使静端与动端之间能够相对活动。3.根据权利要求2所述的管道内焊机，其特征在于，所述活动构件(33)为直线伸缩构件，所述直线伸缩构件的一端与静端(31)活动连接，另一端与动端(32)活动连接。4.根据权利要求1所述的管道内焊机，其特征在于，第一连接机构(3)为并联运动机构或串联运动机构，第一连接机构(3)具有二个自由度至六个自由度。5.根据权利要求1所述的管道内焊机，其特征在于，还包括在机头(1)上设置的用于检测管道的传感器(4)，控制系统接收传感器(4)检测采集到的数据并进行分析处理得到控制参数，所述第一连接机构(3)根据控制参数进行动作以调节机头(1)的位姿。6.根据权利要求5所述的管道内焊机，其特征在于，所述传感器(4)在机头(1)上沿圆周间隔设置有若干个，所述传感器(4)所在圆周的中轴线与涨紧机构(11)的中轴线重合。7.根据权利要求5所述的管道内焊机，其特征在于，所述传感器(4)为条纹式激光位移传感器以检测采集管道轮廓数据。8.根据权利要求5所述的管道内焊机，其特征在于，所述控制系统包括有共轴单元，所述共轴单元用于分析处理传感器(4)检测采集到的数据以得到用于共轴的控制参数，所述第一连接机构(3)根据用于共轴的控制参数进行动作，以使机头(1)上的焊接机构(12)的中轴线与焊接机构(12)所在管道位置处的管道中轴线重合。9.根据权利要求5所述的管道内焊机，其特征在于，所述控制系统包括对口单元，所述对口单元分析处理传感器(4)检测采集到的数据以得到用于对口的控制参数，所述第一连接机构(3)根据用于对口的控制参数进行动作以使焊接机构(12)正对待对接的两个管道之间的焊缝中心。10.根据权利要求9所述的管道内焊机，其特征在于，所述对口单元包括：场景判断模块，用于分析处理传感器(4)检测采集到的数据以判断是否处于传感器(4)检测采集到管道端部的对口场景；计量模块，当处于对口场景时，计量模块分析处理传感器(4)检测采集到的数据以得到传感器(4)至管道端部所在平面的距离；停驻模块，在传感器(4)至管道端部所在平面的距离达到行走停止条件时，所述停驻模块发出控制行走系统停驻机体(2)的指令；对口精调模块，分析处理在机体(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱文虎，黄菲，罗明洪，邹志祥，杨志梅，李硕，张德杰，
申请(专利权)人：成都熊谷加世电器有限公司，
类型：发明
国别省市：