【技术实现步骤摘要】
一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人及其作业方法
[0001]本专利技术涉及设备检修
，尤其涉及一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人及其作业方法。
技术介绍
[0002]大型承压设备是我国战略性的关键特种设备，以大型球罐为例，根据我国有关规程规定，每隔3
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6年需对大型球罐定期检测一次。检测之前必须进行罐体设备停运、有毒气液置换、球罐内外脚手架搭建，检修人员登上脚手架进行携带检测设备对其进行检测，例如采用广泛使用的磁粉检测技术进行表面或近表面检测时，需喷洒合适配比的磁悬液，手持仪器检查并利用肉眼和黑光灯观察分辨缺陷。
[0003]而目前对于大型承压设备的检修，已有大型承压设备磁粉检测机器人，分别可对表面缺陷进行磁粉检测，如果磁粉检测全部合格，则可完全实现了机器人全自动作业检测，可省去搭建脚手架环节，大幅减少作业时间和成本，且能保证作业过程中人身安全。
[0004]然而，现有中的作业机器人在进行磁粉检测作业过程中存在以下技术问题：部分大型承压设...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人，包括爬壁机器人(37)，其特征在于：所述爬壁机器人(37)包括吸附模块和爬壁行走机构(35)；所述爬壁机器人(37)的底板(34)上方固定安装有控制箱(33)和磁悬液搅拌喷洒装置(36)，底板(34)下方固定安装有交叉磁轭(24)，所述交叉磁轭(24)铁芯横樑下部安装有黑光灯(25)和视频检测系统(27)；所述爬壁机器人(37)的前方固定安装有打磨装置(6)和恒力打磨控制系统(7)，所述打磨装置(6)上固定安装有激光自动导航器(13)；所述爬壁机器人(37)的后方固定安装有定点测厚装置(32)；所述打磨装置(6)与所述交叉磁轭(24)之间设有防尘隔板(23)；所述爬壁机器人(37)在球罐内部作业时，其连接有防坠器(11)，所述防坠器(11)固定连接在球罐顶部的法兰(12)上；所述球罐内部底部设置自动跟踪云台(29)，所述自动跟踪云台(29)通过传输电缆(14)连接有外部操作台(30)，所述外部操作台(30)通过屏蔽电缆(31)与爬壁机器人(37)上的控制箱(33)相连接。2.根据权利要求1所述的一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人，其特征在于：所述爬壁行走机构(35)包括主动轮(38)、从动轮(28)、驱动轴安装件(21)和驱动电机(22)，所述爬壁行走机构(35)上相对的两侧设置有光源标靶(39)。3.根据权利要求1所述的一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人，其特征在于：所述磁悬液搅拌喷洒装置(36)包括搅拌装置、储液罐(41)、喷洒装置和控制装置(45)；所述储液罐(41)的底面固定连通有抽液管(46)，所述抽液管(46)分别与搅拌装置和喷洒装置连通，所述搅拌装置和喷洒装置分别与控制装置(45)电性连接；所述搅拌装置包括第一水泵(44)、喷嘴(42)和回液管(43)；所述第一水泵(44)、喷嘴(42)与储液罐(41)的底面通过所述回液管(43)、抽液管(46)进行连通，所述第一水泵(44)与所述控制装置(45)电性连接，所述第一水泵(44)将浓度高的磁悬液从储液罐(41)底部抽出，通过喷嘴(42)进行排出，所述喷嘴(42)设置于储液罐(41)内部，其喷淋方向与储液罐(41)的底面平行；所述喷洒装置包括第二水泵(47)、输液管(48)和喷头(26)；所述第二水泵(47)、喷头(26)与储液罐(41)的底面通过所述输液管(48)、抽液管(46)连通，第二水泵(47)与控制装置(45)电性连接，所述第二水泵(47)从储液罐(41)中抽出混合后的磁悬液，通过喷头(26)进行排出。4.根据权利要求3所述的一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人，其特征在于：所述储液罐(41)的内、外部还设置有混合系统(20)，所述混合系统(20)包括有设置在储液罐(41)的内部的挡水板(2001)，所述挡水板(2001)设置有两组，通过导轨(2002)滑动连接在所述储液罐(41)上半部分，所述挡水板(2001)的一侧固定连接有拉板(2003),所述拉板(2003)均穿过对立面的挡水板(2001)且延伸到储液罐(41)的外部，通过拉动拉板(2003)使得两组挡水板(2001)做相互靠近或相互远离的移动；所述储液罐(41)顶部固定安装有配套的齿轮外壳(2007)、驱动齿轮(2008)以及往复电机(2009)，所述驱动齿轮(2008)转动设置在所述齿轮外壳(2007)的内部，且其固定连接有
搅拌杆，所述搅拌杆转动设置在储液罐(41)的内部，且同时位于两组挡水板(2001)之间；所述驱动齿轮(2008)的两侧齿合连接有齿纹板(2005)，所述齿纹板(2005)一端位于齿轮外壳(2007)和驱动齿轮(2008)之间，另一端与固定在储液罐(41)顶部的滑槽块(2006)进行滑动连接；所述储液罐(41)上半部分的外壁两侧设置有活动板(2004)，所述活动板(2004)一端铰接在所述储液罐(41)外壁、中端与所述拉板(2003)铰接，另一端与所述齿纹板(2005)铰接。5.根据权利要求1所述的一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人，其特征在于：所述恒力打磨控制系统(7)包括打磨力监测单元、打磨位置监测单元和总控制中心；所述打磨力监测单元包括力传感器(17)和恒力模块(16)，打磨过程中，力传感器(17)用于实时监测打磨力大小并反馈给恒力模块(16)，恒力模块(16)用于调整并控制打磨力稳定；所述打磨位置监测单元包括位置调整模块，打磨过程中，通过激光自动导航器(13)实时监测打磨头与待打磨焊缝表面之间的距离并反馈给位置调整模块，位置调整模块调整并控制打磨头与待打磨焊缝表面之间的距离；所述总控制中心内设置有打磨力自适应计算模块，所述打磨力自适应计算模块是基于二自由PID控制算法，通过控制打磨力和打磨位置，实现打磨头在竖直方向进给过程中打磨力的监测与调节，同时实现该进给过程中打磨位置的监测与调节。6.根据权利要求5所述的一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人，其特征在于：所述打磨装置(6)由滑台安装板(1)、滑台(3)、升降驱动电机(2)、滑块(4)、打磨升降架(5)、悬挂弹簧系统(8)、打磨电机(18)和打磨头组成；所述悬挂弹簧系统(8)由弹簧(9)、固定轴(10)组成；所述滑台安装板(1)通过螺栓与爬壁行走机构(35)连接，所述滑台(3)通过螺栓与滑台安装板(1)连接，所述打磨升降架(5)安装在滑块(4)上，由升降驱动电机(2)控制打磨升降架(5)的升降，并通过悬挂弹簧系统(8)向打磨头传递下压力；所述打磨电机(18)固定连接于所述恒力模块(16)的下端面，所述打磨电机(18)的输出端连接打磨头，通过所述激光自动导航器(13)实时检测打磨头与焊缝壁面之间的距离并将检测的距离送入控制箱(33)，所述控制箱(33)通过控制升降驱动电机(2)进行控制打磨头与焊缝壁面的间隙。7.根据权利要求1所述的一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人，其特征在于：所述定点测厚装置(32)包括套筒(49)、电磁铁(50)、探头安装座(51)和测厚仪探头(52)，所述套筒(49)的上端固定在底板(34)上，所述电磁铁(50)安装在套筒(49)中，所述电磁铁(50)的推杆(53)下端由所述套筒(49)的下端伸出，所述推杆(53)下端连接有探头安装座(51)，所述测厚仪探头(52)安装在探头安装座(51)中，并用紧定螺钉(15)固定。8.一种大型承压设备焊缝表面、近表面缺陷返修及复检一体化机器人的作业方法，其特征在于，具体如以下步骤：S1、先通过磁粉检测机器人对焊缝的各处缺陷进行打上标记，再通过所述爬壁机器人(37)行驶到标记处，进行焊缝缺陷返修及复检；
S2、对超标焊缝缺陷进行安全评定的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟海见，郭伟灿，杜兴吉，唐萍，凌张伟，孔帅，缪存坚，
申请(专利权)人：浙江省特种设备科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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