CN109689264A - 用于分离管状构件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

描述用于分离管状构件的一个系统以及一种方法，所述管状构件适用于构造承载结构，尤其呈海上结构或桥梁结构的形式并且具有具有两侧开口构造的管端的管纵向延伸。所述系统具有移动式传输模块，所述传输模块具有接收平台，所述接收平台具有适合于不同管直径的管夹紧装置，所述夹紧装置这样构造为用于接收和稳定地固定管状构件，使得管状构件的第一管端，所述管状构件的管纵轴线垂直定向，可以带来与管夹紧装置可拆卸地紧固啮合。此外，规定了分离组件，其至少可垂直偏移地安置在承载结构上，所述分离组件具有固定组件，所述固定组件用于与安装在传输模块上并且与管夹紧装置稳固啮合垂直竖立的管状构件的与第一管端背离的第二管端可拆卸地紧固接合，以及规定至少一个可直接或间接地安置在固定组件上的具有可自由定位的操纵器端部的操纵器单元，在所述操纵器端部上安置分割工具，所述分割工具可以沿在管状构件外部径向规定的轨迹相对于管状构件被引导。

Description

用于分离管状构件的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于分离管状构件的系统以及方法，所述构件适用于构造尤其呈海上结构或桥梁结构形式的承载结构并且具有管纵向延伸，所述管纵向延伸在两侧具有敞开构造的管端部。

背景技术

在背离传统能源生产系统的过程中，可再生能源的开发不断向前发展。为了实现设想的能源转换目标，海上风量设备应该对发电做出主要贡献。结果，正在发展具有更大功率的风量设备。其中，在远离海岸的海上区域中实现的套筒高度以及必要和优选的设备建造需要呈所谓套管架(Jacket)、三桩架(Tripile)和三脚架(Tripod)形式的可拆解的基础结构。套管架方案已经在石油和天然气工业中得到证明，并且由于可拆解的格栅结构而与所谓的单桩结构相比具有40％至50％的重量优势。在此，建造成本的大部分归因于实施为焊接连接的节点的制造，管节点是管对管连接。它们的数量在风力涡轮机的套管架基础以及转换器平台的基础结构情况下特别大。因为累积建造成本随着套筒高度增加而增加，未来对于这种类型的基础结构需要降低成本的制造流程。此外，由于越来越多地开发新的、大多相互远距的建造工地，建造物流等重点主题越来越受到关注。

管节点典型地由基管和至少一个待连接的管套节组成，它们是交叉管的典型钢结构连接元件，并且在大量格栅支杆结构、桥和拆卸结构如前面提到的套管架、三角架或三脚架中存在。由于不同类型的套管架结构和不同的结构设计，通常使用X，Y，K或双K结构式的管节点。在该结构方式中，节点在连接角度、套节定位、板材厚度和管直径方面不同，使得可以仅在一种拆卸结构的情况下使用大量不同类的节点类型。

按照当前的现有技术在使用全机械化的自动切割设备的情况下进行套节的切割，即通过构成适当选择的相交部轮廓来预制管套节，两个待连接的管套节的周面可以沿着该相交部轮廓接触。管套节在基管的上连接在典型的1至3m管直径尺寸情况下通过手工焊接进行。目前不存在将管套节的切割以及管节点的焊接合并在一个整体系统解决方案中的系统解决方案。

为了执行管切割，存在全自动的解决方案，这些方案设置了夹紧组件或支撑组件，用于可旋转地安置待切割或局部待分离的管，所述夹紧组件或支撑组件驱动支撑待分离的管件，以便能够使水平旋转轴处于旋转中。在空间上，在使待加工管件水平可旋转地安置的夹紧组件旁安置至少一个沿着线性轴可双向偏移的分割工具，该分割工具与水平安置的管件的旋转运动叠加地沿管件的周面运动，由此，管件沿预定的分离切割曲线分开。

这种全机械化的管切割设备由例如EP 0 082 274 B1，DE 34 39 431 C2，DT 2430 513 A1以及DD 150 564已知。已知的基于上述设备概念的管切割设备由于其非常大的安装空间和高的设备总重量而具有强制地受地点约束的设备安装，其向其它生产现场的位置移动非常费事。因为待加工管件的可旋转支承以及分割工具的支承相互机械耦合，所以需要两个设备部件的精确的空间布置。另一个缺点是由管件分离下的、被称为次品的分离部分的处理，该分离部分仅以非限定的方式从管件落下或被运走。因此，由于几个影响因素例如构件的热应力、重力作用等的相互作用，例如不能清楚地确定良品和次品之间的初始相对运动的时间点或两个件彼此最终分离的时间点。这不仅可以导致对切割质量的受地点限制的损害，还可以导致设备部件的损坏或待切割管件自身的损坏。

同样作为缺点应该考虑大范围的处理费用，它需要克服，以便将切割的、在夹紧装置中可旋转安置的好部件由水平位置相应垂直地转移到另一个方向中，用于在基管上随后相连的接合过程。因此，待切割的管件必须首先借助起重设备或相似的处理技术以相应的载荷在垂直定向中转移并且与基管相连，其中，两个步骤之间需要重新夹紧，也就是说需要改变相应的机械接触点，由此增大了处理费用。

出版物DE 10 2006 004 358 A1公开了一种借助燃烧器头用于热分离管的方法和装置，其中省去了管夹紧装置和旋转装置。虽然管切割在管的水平安置中进行，然而管内侧的切割被实施并且沿切割轮廓的循环分割焊接燃烧器的运动通过切割燃烧器系统自己执行。此外，关于设备安装，坏部件的拆卸以及大的处理费用，所述已知装置也具有全部的缺点。

文献WO2013/072016A1公开了一种用于焊接以及切割部件，特别是用于形成海上结构的管的方法和装置。切割装置或焊接装置直接在基管上规定可安置的线性引导件，沿着所述线性引导件各自双向可偏移地安置分割焊接器。沿着分离轮廓或切割轮廓的路径点的可完成性和可进入性高度取决于承载分割工具或焊接工具的操纵器单元的范围以及安装空间，其通常呈工业机器人的形式构造。操纵器范围的增加通常影响安装空间的增加和承载分离或焊接工具的运动学的总重量的增加，其直接影响直接安置在管上的轨道线性引导件的轨道负载。然而，以已知的分割焊接装置，仅可沿基管的侧表面引入局部开口。沿着整个管周环绕的管切割以已知的装置不可以实现。

出版物DE 10 2007 015 071 A1公开了一种用于切割和焊接管状和平面工件的模块化构造的自动装置，其规定可以围绕7个空间轴移动的运动学，加工工具安置到所述空间轴。所述自动装置紧密构造并且可以在室内悬挂、可平移移动地布置。

出版物DE 10 2013 018 417 A1公开了一种管轮廓切割机，利用该管轮廓切割机可以加工水平安置的管。为此，该机器规定了可垂直移动的机械臂，在机械臂的末端安置切割工具。在平移以及旋转输送机构上，待加工的管被供应到切割工具的加工区域。

发明内容

本发明的目的在于，这样改进一种用于分离管状构件的系统，所述管状构件适用于构造承载结构，尤其呈海上结构或桥梁结构的承载结构，即管套节的切割可以以高精度执行，并且其可以用可移动使用的分离组件，在无需大量转移费用和安装费用的情况下建造在任意地点。质量和精度应该显著改善，以这个精度管状构件应该借助分割工具沿着预定的分离轨迹切断。此外，有必要完成先决条件，降低整个方法技术的费用，该费用对于预制是必需的，也就是说切割管件，以及将切割后的构件装配并且连接到相应的预制后的基管上。

本发明的目的的解决方案在权利要求1中说明。权利要求12的主题是根据解决方案用于分离管状构件的方法。尤其在参考说明的实施例的情况下，从属权利要求以及其它说明书的主题可以从以有利方式形成本发明思想的特征中提取。

根据本发明的系统具有移动式传输模块，用于分离管状构件，所述管状构件尤其适用于构造承载结构，尤其呈海上结构或桥梁结构的承载结构并具有具有两侧开口构造的管端的管纵向延伸，所述移动式传输模块具有具有适应于不同管直径的夹紧装置的接收平台，所述夹紧装置用于接收和稳定安置管状构件这样构造，使得构件可以在垂直方向上通过其第一、下端与管夹紧装置以可拆卸紧固啮合方式连接。

此外，还规定了一个分离组件，所述分离组件在承载结构上可垂直地上升和下降，优选在空间上可自由定位地安置。承载结构可以有利地以脚手架状上部结构的类型或以起重机状支撑臂的形式构造，其上分割焊接装置垂直移动，优选在空间上可自由定位地安置。优选地，承载结构构造成可安装和可拆卸的，使得它们的使用是非固定的，并且可以根据需要在陆地或水基生产设施上建造和拆除。当然，呈支撑脚手架或起重机设备形式的现场已经存在的资源也可以用于承载结构。此外，分离组件具有固定组件，其用于可拆卸地稳固连接在垂直安装在移动式传输模块的管状构件的上、第二管端。为此，固定组件啮合在上管端并且可以通过施加仅作用在管状构件内壁的夹紧力构造自中心对准的形状锁合连接，此外，所述形状锁合连接足够坚固且稳定地构造，以便借助在承载结构上悬挂的分割焊接组件提升整个管状构件并且以合适的方式定位。

最终，操纵器单元直接或间接固定在固定组件上，优选呈6轴、开放式运动链的形式，例如以垂直的关节臂机器人的类型，然而至少呈3轴、开放式的运动链的形式，分割工具安置在其可自由定位的操纵器端部。

在固定的连接状态中，安装在上管端的固定组件以及通过操纵器单元连接的分割焊接工具相对于管状构件位于固定、限定的空间关系中，也就是说构件和分割焊接装置被归属为一个共同的坐标系。在共同的坐标系内，可以相对于管状构件沿着管状构件径向外侧的预定轨迹精确地引导分割工具，所述轨迹对应于分离线，沿着所述分离线该管状构件可以分离成两个单独的构件部件。通常，由构件分离引起的上构件部件对应于好部件，分割焊接组件的固定组件与所述上部件组件连接，并且下部件组件对应于坏部件，其上安装移动式传输模块，该坏部分用于过度。

为了将管状构件可拆卸地紧固连接在移动式传输模块的接收平台上，该移动运输模块优选地构造成低地板运输车辆或可由移动堆叠单元处理的设备，管夹持装置包括至少两个沿着接收平台移动且可锁定的夹紧块，所述夹紧块这样安置和构造，使得夹紧块相对于垂直定向，直接或间接支撑在接收平台上的管状构件沿着它的内壁相同分布，在使用由径向指向外部在内壁上定向的夹紧力的情况下可以与管状构件内置地啮合。替代地或组合地，夹紧块也可以相对于垂直定向，直接或间接支撑在接收平台上的管状构件沿着它的外壁相同分布，在使用由径向指向内部在外壁上定向的夹紧力的情况下与管状构件径向外置地啮合。

优选地，夹紧块相对于在接收平台上安装的，垂直定向的管状构件的内壁和外壁气动地、液压地或电动地受力夹紧。优选地，在移动式传输模块上规定三个、四个或多个这样的夹紧块，用于确保部分几米高测量的管状构件的安全、紧固配合。

在优选的实施方式中，沿着接收平台各自双向可移动或可移位安置的夹紧块分别具有可垂直调节的承载结构，所述承载结构这样构造和安置，使得每个单独的夹紧块的承载结构分别与下管端的圆周端边缘局部啮合。为此，承载结构优选叉形地构造并且以这种方式局部地或分段地具有管状构件的下面、端侧的边缘。通过每个单独承载结构的相互独立的垂直可偏移性，可以实现用下管端接收和支撑管状构件，所述下管端具有任意形状端侧末端的管边缘轮廓。为此，在参考具体实施例的说明书中可以找到进一步的细节。

在其它优选的实施方式中在移动传输单元的接收平台上附加于管夹紧装置安置可垂直移位的支撑单元，所述支撑单元优选中间地或中心地布置在至少两个夹紧块之间，优选三个、四个或多个夹紧块之间。可纵向移位的支撑单元优选构可伸缩偏移地构造并且具有上接收器或支撑平台，在其上分离组件至少在紧固连接的状态中放置在固定组件和管状构件中。通过分离组件在可垂直移位的支撑单元上的空间固定支撑，确保了分离组件稳定地、空间固定的定位，尤其也对于每个这样的时间点，在该时间点中管状构件借助分割工具分离成两个单独构件部件。借助可垂直移位的支撑单元可以避免，上分离的构件部件不限定的支撑在下部件构件上并且损害下部件构件。此外，即使在分割焊接引起的分离后，上构件部件通过与分离组件的稳固连接保持空间固定并且通过分割焊接引起的分模线与下构件部件隔开。

在成功的分离后，上构件部件可以通过安置在承载结构上的分离组件由传输模块提起并且移动到任一地点，例如对于临时储存或进一步加工的目的在适当安置并且相应预制的基管上的焊接技术连接的范围中。

以相同的方式可以将安装在移动式传输模块上的下构件部件移动、清除或再利用。

在分离组件仅垂直偏移的情况下，承载坏部件的移动式传输模块继续移动，使得第二移动模块、优选为相同构造的传输模块可以用于接收好部件的目的。

在参考优选实施例的进一步说明中可以找到对分离组件的优选构型的进一步阐述。

借助根据所述解决方案的用于分离管状构件的系统，用于分离管状构件以及用于随后构造或完成承载结构，尤其呈海上结构或桥梁结构的承载结构的新方法是可能的。所述新方法的特征在于，在第一步骤中具有可垂直定向的管纵向延伸的管状构件安置在移动式传输模块的接收平台上，使得管状构件沿加工平面可任意移动定位。

加工平面优选安置承载结构，其例如呈支撑脚手架的形式或呈起重机设备的形式构造，在其上至少可垂直升高或降低地，优选在空间上可自由定位地安置分离组件。概念“空间上可自由定位”表示沿着三个相互正交定向的空间轴偏移分离组件。此外，管状构件借助移动传输平台以及分离组件相对相互这样构造，使得分离组件安装在垂直安装在传输模块的管状构件的上管端并且在上管端与管状构件在构造形状锁合连接的情况下可拆卸地紧固连接。

在制造分离组件和管状构件之间的空间固定的连接后，管状构件沿着规定的分离曲线借助至少一个在分离组件上移动安置的分割工具分离，用于得到呈下构件部件和上构件部件形式的相互分离的构件部件。

分离过程这样进行，使得分割工具径向由外指向管状构件安置并且沿着分离曲线围绕管状构件引导。

为了避免在切断之间和之后上构件部件相对于下构件部件倾斜和/或至少围绕一定程度上在两个构件部件之间产生的分离套节下降，并且以这种方式损害构造的切割轮廓，分离装置相对于移动式传输模块自支撑并且和与上部件构件形状锁合或力配合地连接，相对于管状构件分离，并且在未限定的下降之间固定上构件部件。

在完全切断之后，上构件部件借助可自由定位的分割焊接组件提起并且将一个分割焊接组件移动到相应位置。在移动式传输模块上放置的下构件部件可以以同样地方式移位和清理或用于再利用。

在有利的方式中，根据解决方案的系统除了执行在管状构件上的分离目的还可以用于后处理相关构件。通过以磨削工具相应地更换分割工具，可以例如在焊缝过渡区执行磨削，尤其在焊缝相对于构件基础材料的过渡区上，优选用于磨削覆盖层的缝隙过渡区以减少切口效应并且相应地增加焊接连接抵抗动态负载的阻力。也可以使用磨削工艺来加工根部和填充层，例如消除在焊缝内部的空穴。

附图说明

下面借助实施例参考附图举例说明本发明，不限制一般性发明构思。附图示出：

图1根据解决方案的系统的总体视图，

图2移动式传输系统，

图3用于说明安置在管状构件上的分割焊接组件的详细的总体视图的细节图，

图4总系统以及

图5用于在管状构件上执行分割焊接过程的序列图。

具体实施方式

图1在立体图中示出了用于根据解决方案的分离管状构件1的系统的示意图，所述管状构件在图1中是直的钢柱体，该柱体放置在移动式传输模块3的水平定向的接收平台2上，该移动式传输模块沿生产平面任意移位。在图1中说明的移动式传输模块3优选是低地板运输车辆。替代地，也可以通过其它的承载的、底座式构造的车辆或在生产平面中可搬运的装置构成移动式传输模块3。

此外，根据解决方案的该系统规定了相对于移动式传输模块3以及也相对于管状构件1单独的分离组件4，它为了工艺准备或工艺装备的目的而通过悬挂装置5、优选通过绞盘以至少可垂直升高和降低的方式安置在承载结构6上。在图1中强烈示意性地示出的悬挂装置5可以理解为代表分离模块4和接收负载的承载结构6之间的机械连接的任何一种可想到的形式。承载结构6可以构造成在生产平面上自稳定地支撑的格栅脚手架的形式。然而，也可以通过固定式或移动式起重机设备拦截分离组件4的重量，该起重机设备也允许分离组件4的垂直运动，优选允许分离组件4在空间上自由定位。

通过管状构件1借助传输模块3以及至少可垂直变化地安置的分离组件4可沿生产平面E移动定位的可能性，可以实现，将管状构件1以及分离组件4转移到垂直地叠置的位置中，在该位置中，分离组件4向垂直定向的管状构件1的敞开的上端部方向垂直降低。

分离组件4具有固定组件8，该固定组件布置在分离组件4的支撑平台组件9的下方并且通入管状构件1的管内部，而支撑平台组件9支撑在圆形地在端侧终止的上管端部7上。

分离组件4借助固定组件8以形状锁合连接的方式可拆卸地牢固接合在管状构件1的内壁上。

沿着支撑平台9的周向边缘安置了两个线性组件10，线性组件10安置成在分离组件4接合在管状构件1上的接合状态下可垂直降低或升高地偏移。在每个线性单元10的下端部上例如以垂直关节臂机器人的方式分别安置一个呈至少3轴运动链形式、然而优选呈六轴开放运动链形式的操纵器单元11，在它的操纵器端部设置有分割工具12。

线性元件10连同分别在其上固定的操纵器单元11和分割工具12安置为可围绕支撑平台组件9旋转并且因而可围绕管状构件1的外周旋转。

通过设置两个分离器12可以使分离过程的持续时间减半，这尤其在要分离具有大壁厚的管状构件的情况下是有利。

为了分别对分离器12进行过程气体供应，图1中说明的实施方式分别设置了至少一个供应模块13，在该供应模块中包含与切割过程相关的部件，例如控制单元、电能供应单元以及与分割焊接过程相关的材料的至少一个储备器，其至少包括过程气体。

图2中说明了移动式传输模块3的该构型的实施例。优选，低地板运输车辆用作可行驶的基座，其具有平坦的、水平的接收平台2，在该接收平台上安置了管夹紧装置14，所述管夹紧装置在根据图4的实施例中包括四个夹紧块。每个单个夹紧块15可以沿线性轴线15'移动以及也可以相对于接收平台2止动。为了管状构件1的可松开的牢固固定，夹紧块15在被加载挤压力的情况下贴靠到管状构件1的内壁上并相对于内壁压紧。为了使各个夹紧块沿其移动轴线15'偏移并且从而使管状构件1能够被压紧以固定在移动式传输模块3上，各个夹紧块15安置成可电动、气动或液压地偏移。

每个单个夹紧块15附加地具有可垂直偏移的支撑结构16，所述支撑结构优选叉形地用于局部包围并且在和端侧接收管端棱边结构。

最后，移动式传输模块3设置了可垂直移动的、带有支撑平台17'的支撑单元17，其用于接收并且支撑分离切割装置4。因此，在沿着管状构件的周向边缘产生所希望的切割轮廓期间和之后，在高度方面可单独适配的接收平台17'阻止分离切割组件下降。优选地，支撑单元17设置了丝杠驱动并且可伸缩地构造的支撑机构，用于所述支撑平台17'的垂直高度适配。

图3说明了与管状构件1牢固接合的分离切割组件4的示意图。为了使分离切割组件4安全地、可松开地牢固地仅安置在管状构件1的上端部是，伸入到管内部中的固定组件8具有马达驱动的、可在径向上抵着管状构件1的内壁压紧的夹持板8'，所述夹紧块将固定组件8并因此将整个分离切割组件4对中心地固定在管状构件1上。固定组件8总共具有三个、四个或更多这样的夹持板8'。在固定组件8的下端部上设置的可自由旋转地安置的滚轮8”负责使固定组件8轻松地并且尤其无损地插入到管状构件1的上管端部中。

支撑平台组件9设置了下支撑平台9'，其与管状构件的上端部直接在端侧接触。相对于下支撑平台9'可旋转地设置了支撑环模块9”，所述支撑环模块围绕旋转轴D被马达驱动。线性单元10分别通过保持装置18与支撑环模块9”连接，所述线性单元可以沿着线性轴线L电动地移位，所述线性轴线在分离组件4与垂直定向的管状构件1接合的状态下相当于垂直轴线。在线性单元10的下端部上安置了操纵器单元11，在其操纵器端部上以在空间上可自由定位的方式安置了分割工具12。

在图3示出的实施例中，在线性单元10的上端部上以及下端部是都设置了相应的供应模块13，以便可以受控地并且在能量方面受支持地执行分离过程。

在根据图4的示图中说明了一种状态，在这种状态中，分割焊接组件4牢固接合在管状构件1的上管端部7上。在图4的情况下，分离组件4通过连接器件5'安置在承载模块19上，在该承载模块上，如进一步的解释所表明的那样，安置有为分离过程所需的供应部件。承载模块19通过悬挂装置5与承载结构6连接。

悬挂装置5以及连接装置5'确保分离装置4沿图4中标记的相互正交地取向的空间方向x、y、z在空间上自由定位。在有利的方式中，为了引导或定位模块载体19和通过连接器件5'耦合在模块载体上的分离组件4，悬挂装置5通过轨道悬挂装置与承载结构6连接，该轨道悬挂装置确保悬挂装着5沿着所说明的x和y方向偏移。为了沿垂直的z轴在空间上定位分离组件4，伸缩机构、缸升降单元、丝杠驱动装置、牵引绳驱动装置适合于构造连接器件5'，仅列出几个例子。

在支撑模块19上安置了所有与分离过程相关的物流部件或供应模块13。它们对于每个分割工具12来说分别涉及控制单元和能量单元以及过程气体储备器。对安放在支撑模块19上的供应模块13的能量供应以及相应控制信号的馈送优选通过外部的电缆输送装置20进行，所述电缆输送装置通过布置在支撑模块19区域中心的滑环接合器(未示出)耦合。在需要时可以设置其它的外部输送线路21，通过该输送线路来输入过程气体。过程气体到安放在支撑模块19上的供应模块13的附接也通过流体密封的滑环接合器(未示出)进行。通过这种方式，外部的能量来源以及例如呈气瓶形式的气体储备器可以存放在生产平面E区域中的容易接近的位置并且被相应地利用。

在供应模块13和线性单元10的上端部上的相应连接单元22之间设置了柔性构造的连接线路23，分割工具12最终通过该线路被供应以能量以及为分离过程所需的过程气体。

由于借助承载环模块9”实现的分割工具12围绕管状构件1的管纵轴线可旋转地布置，需要使布置在模块载体19上的供应模块13与分割工具12的旋转运动同样地围绕管纵轴线一同旋转，以便避免连接线路23扭绞并从而发生损坏。

在其余方面，前面阐述的分离组件4除了分割工具12的特殊构造外在本申请的申请时间点尚未公开的专利申请PCT/EP2016/055623以及DE 10 2015 206 044.6中以被详细阐述。在前面两个申请中说明的焊接装置用于借助焊接工具连接两个管节。除了在那里说明的焊接工具外，其结构设计上的构造在其他方面与在本申请范围内公开的分离装置相同。在这方面可以完全参考前面两个文献的公开内容。

图5a至d以序列图的形式借助根据解决方案的系统说明管状构件的分离过程。

在图5a中示出的过程状态中，管状构件1已经沿垂直的定向以可松开的方式牢固布置在移动式传输模块3上，分离组件4安放在管状构件的上管端部上并且借助固定组件在空间上固定地附接到管状构件1上，从该过程状态出发开始给带有管状构件1的传输模块3进行装备。为此，将管状构件1例如借助起重机装置(未示出)相对于在传输模块3的接收平台2上的管夹紧装置定位并下降。如前面所说明，管状构件1借助管夹紧装置在移动式传输模块上牢固地固定。此外适当的是，将移动式传输模块3相对于分离装置4定位。同样适当的是，分离组件4以合适的方式与安放在移动式传输模块3上的管状构件1同轴地对中心并且相应地放下。

借助于未进一步在图5中说明的例如呈绞盘形式的悬挂装置来进行将分离组件4放下到上管端部上，其中，分割焊接组件4支撑地在图2中解释的接收平台17'上地产生贴靠。为了分割焊接组件4相对于管状构件1止动和固定的目的，使图3中解释的夹持板8'在径向上向外移动。

在将分离组件4相应地固定在管状构件1上之后，执行分离过程，在该过程中，分割工具12在管状构件1的外周面的周向方向上沿预给定的分割轨迹24移动，也参见在图4中的虚线。根据该轨迹或者说待切割的轮廓的复杂性，借助分割工具12多次走过分离轨迹24。

在分离过程结束后，分离组件4以及上构件部分1o借助悬挂装置提升。下构件部分1u留在移动式传输模块3上并且被相应地带走，被输送给可能的再利用，对此参见图5b。

在图5c中进行上构件部件1o的停放，其下管端部相当于预给定的分割轨迹并且因此具有与原始圆形偏离的下端棱边轮廓。可垂直调节的支撑结构16相应于该端棱边轮廓被单独地垂直偏移，使得上构件部分1o的下端棱边局部进入到叉形的支撑结构16中，以确保上构件构部分1o的垂直地稳定的安置。

在图5d中说明的序列中，分离组件4的固定组件被拆卸并且与上管端部7分离。在将分离组件4相对于管状构件1o相应地在垂直方向上间隔开之后，构件1o借助于移动式传输模块3被单独带走。

通过根据解决方案的用于分离管状构件的所述系统可以实现，在具有任意直径和任意初始长度的管状构件上执行任意切割任务。尤其可以执行轮廓切割以及将焊缝准备施加到应被继续加工成管节点的管或管节上。

通过使用与可空间定位的分离组件相结合的移动式传输模块，产生移动式的紧凑的总系统，该总系统可以以低费用建造在任意生产地点上并且可以在那里运行。完全可以考虑该设备技术的施工现场使用。此外还可以实现，通过用焊接工具相应地替换分割工具或者说在支撑环模块9”上布置以与操纵器单元11和焊接工具相组合的其他线性单元10，将前面针对分离过程所阐述的系统用于接合两个管状构件。

也可以实现，在垂直安放于移动式传输模块上的基管内部适当预给定分离轨迹的情况下，将局部的孔洞槽口加工到基管的周面中。然而对此适合的是，通过附加的、适当构造的保持装置支撑与基管分开的片段，以避免损害基管上的切割轮廓。

在另一优选实施方式中，不仅在分离组件上而且在传输模块上都安置测量装置，通过这些测量装置可以在准备阶段中以及在分离过程期间感测待分离的管状构件的轮廓并且理想地适配分离轨迹。此外，可以检查分离质量以及分离轨迹的尺寸精度。为此，优选在操纵器单元10的端部上和/或在管夹紧装置14的区域中安置优选无接触式工作的传感器。以这种方式可以实现分离过程的在线监测，在该过程中可以原位地进行需要的校正。

用于在真正的分离过程的准备阶段中无接触地感测待分离管状构件的测量装置尤其用于构件自身的精确的几何形状确定。因此，通常也将具有偏离圆形的管横截面(例如具有椭圆形管横截面)的管通过接合过程进行接合。为此适当的是，相应地构造这种管的接合轮廓。不是仅在管横截面呈椭圆形的情况下，但主要在这种管类型情况下，横截面几何形状偏离理想尺寸，使得在分离过程中在预给定数字标准轨迹的情况下产生切割轮廓，分割工具沿着所述标准轨迹偏移，该切割轮廓在以后的接合中导致无法容忍的间隙尺寸偏差。为了应对这种间隙尺寸偏差，在分离前极精确地测量分别待加工的管件。这不仅适用于在其管周上加工有特定槽口的基管，还适用于管端部必须具有与基管中的槽口的围边轮廓精确匹配的接合轮廓的管节，该接合轮廓通过分离轨迹预给定。

因此，基于分别通过测量装置实时测得的管几何形状进行精确分离轨迹的确定。

参考标记列表

1 管状构件

2 接收平台

3 移动式传输模块

4 分离组件

5 悬挂装置

5' 连接器件

6 承载结构

7 上管端部

8 固定组件

8' 夹持板

8” 滚轮

9 支撑平台组件

9' 下支撑平台

9” 支撑环模块

10 线性单元

11 操纵器

12 分割工具

13 供应模块

14 管夹紧装置

15 夹紧块

15' 线性轴线

16 可垂直调节的支撑结构

17 可垂直移动的支撑单元

17' 接收平台

18 保持装置

19 模块载体

20 电缆输送装置

21 过程气体输送装置

22 连接单元

23 连接线路

24 分离轨迹

E 生产平面，地面

D 旋转轴线

x,y,z 相互正交地取向的空间轴

L 线性轴线

Claims (16)

1.用于分离管状构件的系统，所述管状构件适于构造尤其呈海上结构或桥梁结构形式的承载机构，并且具有管纵向延伸，所述管纵向延伸在两侧具有敞开地构造的管端部，所述系统具有：

-移动式传输模块，所述传输模块具有接收平台，所述接收平台具有能适配于不同管直径的管夹紧装置，所述管夹紧装置构造为用于接收和稳定安置所述管状构件，使得管纵轴线垂直取向的所述管状构件的第一管端部能够被置于与管夹紧装置以可拆卸的方式牢固嵌接，和

-分离组件，所述分离组件

-至少可升高和降低地安置在承载结构上，

-具有固定组件，所述固定组件用于以可拆卸的方式牢固接合在安放于所述传输模块上并且与管夹紧装置牢固嵌接的、垂直竖立的管状构件的背离第一管端部的第二管端部上，以及

-至少一个直接或间接安置在所述固定组件上的操纵器单元，所述操纵器单元具有能自由定位的操纵器端部，在该操纵器端部上安置有分割工具，所述分割工具能沿在径向上在管状构件之外能预给定的轨迹相对于所述管状构件被引导。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管夹紧装置具有至少两个沿接收平台能止动地布置的夹紧块，所述夹紧块这样安置和构造，使得夹紧块相对于垂直取向的、直接或间接支撑在接收平台上的管状构件内置地和/或外置地均匀分布地沿着管状构件的内壁或外壁在施加径向向外和/或向内朝向所述内壁和/或外壁取向的夹紧力的情况下能够与所述管状构件产生嵌接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述夹紧块分布具有能垂直调节的支撑结构，所述支撑结构这样构造和安置，使得所述支撑结构分别能够沿配属于垂直取向的管状构件的下管端部端侧与局部支撑区域嵌接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述支撑结构分别具有叉形构造的接收结构。

5.根据权利要求1至4之一所述的系统，其特征在于，在接收平台上安置有能垂直移位的支撑单元，在固定组件和管状构件之间牢固接合的状态下，分割焊接组件放置在所述支撑单元上。

6.根据权利要求1至5之一所述的系统，其特征在于，移动式传输模块是低地板输送车辆、移动式堆垛单元或其它的承受负载的底座式构造的车辆，例如是在生产平面中能搬运的装置或基础平台。

7.根据权利要求1至6之一所述的系统，其特征在于，分离组件的固定组件包括能在端侧轴向地至少部分插入到能垂直安放在接收模块上的管状构件的上端部中的夹持模块，所述夹持模块被构造为用于以可拆卸的方式接合到配属于管状构件的管内壁上，以及具有可旋转地安置在夹持模块上的支撑环模块，所述支撑环模块在夹持模块的接合状态下轴向突出于管状构件的上端部并且与用于围绕管纵轴线旋转驱动所述支撑环模块的伺服电机作用连接，使得支撑环模块安置为能够围绕管纵轴线循环地转动。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在支撑环模块上安置有至少一个线性承载机构，所述线性承载机构安置成借助促动器平行于垂直安放在接收模块上的管状构件的管纵轴线能双向偏移。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述操纵器单元是呈垂直关节机械臂形式的至少3轴的运动链，然而优选是6轴的开放式运动链，并且安置在承载机构的端部上。

10.根据权利要求7至9之一所述的系统，其特征在于，设置有供应模块，在供应模块上安置有下面部件中的至少一个：

控制单元，电动能量供应单元，与分离过程相关的材料的至少一个储备器，至少包括过程气体，

所述至少一个部件通过连接线路与分割工具连接，

供应模块可旋转地安置，用于施加与分割工具围绕管纵轴线的运动同时进行的旋转运动，所述旋转运动使得切割工具能够围绕管纵轴线循环转动，并且，

供应模块以至少沿一个平面可自由定位的方式铰接在与切割组件分开构造的承载结构上，或者，供应模块抗扭转地与支撑环模块连接。

11.根据权利要求1至10之一所述的系统，其特征在于，在分离组件上和/或移动式传输模块上布置有至少一个无接触的测量传感器，通过所述测量传感器能感测分离过程或待分离的管状构件的轮廓并且能监视并监控作为分离过程的所述过程。

12.用于借助分割工具分离管状构件的方法，所述管状构件适于构造尤其呈海上结构或桥梁结构形式的承载机构，并且具有管纵向延伸，所述管纵向延伸在两侧具有敞开地构造的管端部，所述分割工具在预给定分割曲线的情况下沿所述管状构件的外壁被引导并且能够切断所述外壁，其特征在于，具有下面的方法步骤：

-在管纵向延伸垂直取向的情况下将管状构件布置在移动式传输模块上，

-相对于在承载结构上至少能垂直升高和下降地安置的分离组件定位管状构件，

-将分离组件安放并固定在垂直安放于传输模块上的管状构件的上管端部上，

-借助分离组件沿着分离曲线切断管状构件，以得到呈下构件部分和上构件部分形式的两个相互分离的构件部分，

-借助分割焊接组件提升并带走上构件部分以及

-带走放置在移动式传输模块上的下构件部分。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，至少在切断过程中，分离组件与管状构件分开地被相对于移动式传输模块支撑。

14.按照权利要求12或13的方法，其特征在于，借助至少一个分割工具进行切断，该分割工具相对于管状构件布置在径向外部并且沿着分离曲线围绕管状构件被引导。

15.按照权利要求12至14之一所述的方法，其特征在于，在切断之前和/或期间，无接触地感测待分离的管状构件，并且，监视分离过程并在需要时在原位进行校正。

16.根据权利要求1至11之一所述的系统的使用，用于通过磨削过程继续加工管状构件，其中，安置在操纵器端部上的分割工具被磨削工具替代，并且，在分离组件安放在待加工的管状构件上的状态下，磨削工具与管状构件的径向外周面形成起加工作用的嵌接。